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Tema 2
Karten in diesem Stapel (44)
- 1DESTILACIÓNOperación básica de transferencia de materia. Objetivo: separar los componentes (volátiles y miscibles) de una mezcla mediante la evaporación parcial de la misma. La separación tiene lugar debido a la diferencia de volatilidad (presiones de vapor).
- 2HIDRODESTILACIÓN(Destilación por arrastre con vapor)
Tipo de destilación que usa una corriente de vapor de agua para separar componentes volátiles que tienen puntos de ebullición altos y son inmiscibles en agua. - 3APLICACIONESProcesos de producción de:
-Bebidas alcohólicas (destilados ricos en alcohol y desmetilación de aguardientes)
-Aceites de semillas (separar disolvente)
-Café descafeinado (separar disolvente)
-Zumos de frutas (recuperación de aromas)
-Aceites esenciales comestibles - 4FASEParte homogénea de un sistema que es físicamente diferenciable y separable mecánicamente.
- 5DIAGRAMA DE FASESGráfica que representa en qué fase o estado de agregación estará un sistema a unos valores de presión y temperatura determinados.
- 6DIAGRAMA DE FASES II
- 7GASEstado en el que la materia se encuentra a una presión y temperatura superiores a las críticas, por lo que no puede licuarse por aumento de presión a temperatura constante (es necesario enfriar o enfriar y comprimir).
- 8LEY DE DALTONLa presión total en una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de cada uno de sus componentes:
P = Po + Pº - 9PUNTO DE EBULLICIÓNOcurre cuando la presión de vapor iguala la presión total, produciendo burbujas que ascienden y se liberan al exterior.
Depende del compuesto y de la Tª del sistema (más Tª = más P) - 10PRINCIPIO DEL PUNTO DE EBULLICIÓNLas moléculas más superficiales obtienen energía para pasar de fase.
En el equilibrio (dinámico) las moléculas pasan de una fase a igual velocidad.
Se diferencia de la evaporación por ser más violenta (tiene lugar en todo el líquido a la vez). - 11EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOREn una mezcla con componentes con presiones de vapor distintas, la fase vapor será más rica en el más volátil (1) y la fase líquida lo será en la menos volátil (2).
Para expresar la composición, usamos fracciones molares (nº mol A/nº mol total) - 12TIPOS DE EQUILIBRIO-Mecánico: Misma presión
-Térmico: Misma temperatura
-Químico: Mismo potencial químico (tendencia de un compuesto a cambiar de fase, estado, difundir o reaccionar) - 13EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR (SISTEMA IDEAL)Mayor xi = Mayor Pi
-Pi > Pºi.xi = El vapor se condensa y el equilibrio se modifica a la derecha
-Pi < Pºi.xi = El líquido se evapora y el equilibrio se desplaza ala izquierda - 14LEY DE RAOULTLa presión parcial de cada componente i en la fase vapor es igual al producto de la presión parcial del componente puro por la fracción molar del componente i en la fase líquida.
- 15LEY DE LEWIS-RANDALLEn sistemas ideales, la presión parcial de unn gas i en una mezcla es igual al producto de la presión total de la mezcla gaseosa por la fracción molar del compuesto i en la misma.
- 16DIAGRAMA ISOTERMO DE MEZCLAS BICOMPONENTES IDEALES (P-X)En sistemas reales hay desviaciones positivas o negativas de la ley de Raoult.
- 17REGLA DE LAS FASES DE GIBBSCuando un sistema cerrado está en equilibrio, se afirma que L+F = C+2
(L = nº grados de libertad, F = nº de fases,
C = nº componentes de la mezcla) - 18GRADOS DE LIBERTADNúmero de variables intensivas que se pueden modificar o fijar de manera independiente sin alterar el número de fases de un sistema.
- 19VOLATILIDADFacilidad con la que un compuesto se evapora. Es el cociente entre la fracción molar de un compuesto en la fase vapor y su fracción molar en la fase líquida (x/y).
- 20VOLATILIDAD RELATIVARelación entre la volatilidad de 2 componentes.
α = volatilidad 1/volatilidad 2
α = (y/x) / [ (1-y) / (1-x) ]
α alto: + diferencia de volatilidad entre ambos, + fácil destilación (α > 1 porque 1 es más volátil que 2) - 21RELACIÓN DE EQUILIBRIO-Mayor α = mayor curva (+ fácil separar)
-Menor α = menor curva (+ difícil separar)
- 22DIAGRAMA DEL PUNTO DE EBULLICIÓN (ISOBARO)L/V = (Yv-Xm) / (Xm-Xl)
Xl < Xm < Yv
- 23DESTILACIÓN FRACCIONADAPartimos de una mezcla M obteniendo dos fases (V,L). Tomamos el vapor y bajamos la Tª obteniendo una fase L de igual composición y una fase V más rica. Repetimos hasta tener el más volátil puro. Calentando la fase L podemos conseguir el menos volátil puro.
- 24AZEÓTROPOSPunto de una mezcla no ideal de composición definida, su pto de ebullición es menor que el del compuesto + volátil. L y V tienen igual composición (al calentar no hay separación de fases). Sólo cambia el estado, pero no la composición (no se puede obtener compuestos puros).
- 25AZEÓTROPO ETANOL-AGUA
- 26DESTILACIÓN DIFERENCIAL (ABIERTA)Proceso discontinuo y de una fase:
1. Se carga la caldera
2. Se calienta, forma vapor (se retira)
3. El líquido se empobrece y aumenta su Tª de ebullición (+Tª = - x,y) - 27PARTES DE LA DESTILACIÓN DIFERENCIAL (ABIERTA)1. Caldera
2. Cambiador de calor
3. Recipiente de recogida de destilado (D)
- 28BALANCE MATERIA AL COMPUESTO MÁS VOLÁTIL (DESTILACIÓN ABIERTA)ln (L1/L2) = [dx/(y-x)] entre x1 y x2
L1 = moles iniciales; x1 = composición inicial
L2 = moles finales; x2 = composición final
L1 . x1 = L2 . x2 + (L1 - L2) . Ym - 29CÁLCULO DE LA INTEGRAL-Analíticamente: Ecuación que relacione x-y
y = f(x) = ln L1/L2 = [dx/(f(x)-x)] entre x1 y x2
-Numéricamente: Tabla datos equilibrio x,y
ln L1/L2 = Área = [1/(y-x) dx] entre x1 y x2 - 30DESTILACIÓN POR ETAPAS (RECTIFICACIÓN)Parte del vapor generado se condensa y se vuelve a poner en contacto con el vapor generado en las columnas de destilación (de platos o de relleno).
- 31COLUMNAS DE PLATOSCilindros huecos en cuyo interior hay platos con aberturas para que el líquido descienda y el vapor ascienda.
(+ platos = + separación) - 32FUNCIONAMIENTO DE LAS COLUMNAS DE PLATOSEn estas columnas el vapor se enriquece al ascender y el líquido se empobrece al descender. El vapor del último plato se condensa y una parte de él se devuelve a la columna como reflujo y la otra se retira como destilado.
- 33CALCULAR EL NÚMERO DE PLATOSMétodo McCabe-Thiele:
a) Balance al + volátil en toda la columna
b) Balance en la zona de enriquecimiento al más volátil (obtener RSO)
c) Balance en la zona de agotamiento al más volátil (obtener RIO)
d) nº platos = nº etapas - 1 (caldera) - 34BALANCE MATERIA EN TODA LA COLUMNA (AL MÁS VOLÁTIL)F = D + W
F . Xf = D . Xd + W . Xw - 35BALANCE AL MÁS VOLÁTIL EN ZONA DE ENRIQUICIMIENTO (OBTENER RSO)RSO = Recta Superior Operación
(pasa por el punto Xd, Xd)
y (n+1) = (Ln/Vn) . Xn + (D/Vn) . Xd - 36BALANCE AL MÁS VOLÁTIL EN ZONA DE EMPOBRECIMIENTO (OBTENER RIO)RIO = Recta Inferior de Operación
(pasa por el punto Xw, Xw)
y (m+1) = (Lm/Vm) . Xm - (W/Vm) . Xw - 37CONDICIÓN DE ALIMENTACIÓN (q)Relación entre Vn/Vm y Ln/Lm, es el número de moles de líquido saturado que se producen en el plato de alimentación por cada mol de alimentación.
q = (Lm - Ln) / F ; y = [q/(q-1)] . x - Xf / (q-1) - 38CONDICIÓN DE ALIMENTACIÓN (q) EN FUNCIÓN DE LAS ENTALPÍASq = (Hv - Hf) / (Hv - Hl)
Hv = Entalpía alimentación vapor saturado (Temperatura de rocío)
Hf = Entalpía real de alimentación
Hl = Entalpía alimentación líquido saturado (Temperatura de burbuja) - 39VALORES DE q EN FUNCIÓN DE LA ENTALPÍAq > 1: Líquido subenfriado
q = 1 : Líquido saturado (Tª burbuja)
0 < q < 1: Zona bifásica
q= 0 : Vapor saturado (Tª rocío)
q < 0 : Vapor recalentado - 40RELACIÓN DE REFLUJO (R)R: Cociente entre el caudal de líquido que se devolverá a la columna y el que se retira como destilado. Cuanto más se acerque a la curva, más escalones tendrá la gráfica y más etapas con más platos serán necesarios. R = Ln/D Ln/Vn = R / (R+1)
- 41CONSECUENCIAS DE R+ R = + pendiente (Ln/Vn)
+R = - nº etapas necesarias - 42RELACIÓN DE REFLUJO MÍNIMAR min: Condición optimizada (económica) en cuanto a costes. Al reducir R, se devuelve menos líquido a la columna, se gasta menos en evaporar (caldera) y en condensar vapores. Menor tamaño de caldera pero mayor número de platos (columna más alta).
- 43VALOR DE R MINR min = (L / V) min = R min / (R min + 1)
R min = (Xd- y') / (Xd - x')
R = 1'5-1,2 R - 44EFICACIA DE LOS PLATOS (Eo)Eo = nº platos ideales / nº platos reales
Entre 0 y 1, normalmente 0'6-0'8
Informationen
- Beschreibung
- Operaciones básicas II (2. Destilación) Karteikarten am Tema 2, erstellt von Cristal Fralleone Villar am 29/03/2022.
- Erstellt von
- Cristal Fralleone Villar
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