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Equilibrio Equilib rio Liquido-V Liquido -Vapor apor (Etanol-Agua)
Cuando una mezcla líquida de dos componentes de distintas volatilidades se calienta en un recipiente recipiente cerrado, tendrá lugar la vaporizacin de ambos componentes !asta que la presin del vapor alcance un estado estacionario correspondiente a la temperatura del punto de burbu"a de la mezcla# $i la temperatura de esta mezcla se mantiene constante, la vaporizacin % condensacin de los dos componentes componentes continuará !asta que se alcance el equilibrio entre el vapor % el líquido % este equilibrio depende de la presin total &' en el recipiente# La presin e"ercida por cada componente dependerá de la composicin de la mezc mezcla la % de la pres presi in n de vapo vaporr satu satura rado do de cada cada comp compon onen ente te## $i los los dos dos componentes o orman un una me mezcla id ideal se se ap aplicará la la Le Le% de de a aoult ( ) % pa para una mezcla de dos componentes A % * la presin parcial de vapor e"ercida por cada uno será# "Si un soluto un soluto tiene tiene una presión una presión de vapor medible, la presión de vapor de de su disolución disolución siempre siempre es menor que la del disolvente disolvente puro" puro"..
Sistema no ideal (MetanolAgua)
eaccin e+otermica Al no ser constante la volatilidad relativa, la curva xy no es simé simétri trica ca res res ecto ecto de la dia dia onal onal..
AE'&. /n e"emplo es la mezcla de etanol % agua agua,,0 que que orm orma a un azetropo para una concentracin del 12 3 en peso de alco!ol alco!ol,, que !ierve a una temperatura de 45,6 7C 7C## Con una dest destil ilac aci in n simp simple le se obti obtien ene e un alco!o alco!oll con esta esta concentracin concentracin,, pero para para conseg conseguir uir un compues compuesto to más puro puro se nece necesi sita ta util utiliz izar ar recu recurs rsos os
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Volatilidad olatili dad elativa
y1 α 1, 2
=
x1 y 2
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=
p1
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p 2
x 2
8edida num9rica de la posibilidad de separacin, por destilacin, de los componentes de la mezcla binaria# A ma%or volatilidad, ma%or separacin de los componentes#
La volatilidad desde el punto de vista químico, ísico % de la termodinámica es una medida de la tendencia de una sustancia a pasar a la ase vapor# $e !a de:nido tambi9n como una medida de la acilidad con que una sustancia se evapora# A una temperatura dada, las sustancias con ma%or presin de vapor se evaporan más ácilmente que las sustancias con una menor presin de vapor#/n e"emplo de ello es el alco!ol, a temperatura ambiente es prácticamente volátil, %a que comienza a evaporarse en orma espontánea, debido a que su temperatura de evaporacin es mu% ba"a# •
8etodo 8c-Cabe '!iele
&ara el análisis de la destilacin raccionada binaria# btener los datos del equilibrio líquidovapor (VLE) para el componente de menor punto de ebullicin de la alimentacin# ;ibu"ar una línea recta desde el origen de la grá:ca (<, <) !asta el punto (0, 0), es decir la recta %=+# $e ubican composiciones de alimentacin (> ?), tope o destilado (> ;) % ondo (> *)# $e traza la línea de enriquecimiento desde la interseccin de la línea de la composicin del destilado superior % la recta %=+, !asta el punto >; @0# A partir de (>* B *) se traza la línea de agotamiento con pendiente LD@VD o se ubica en el e"e el punto de corte *+*@VD, % se traza la línea que pase por (> * B *) % se prolonga !asta la curva de equilibrio# ?inalmente se traza la línea q o línea de alimentacin que va desde la composicin de alimentacin en la recta %=+ !asta el punto de interseccin entre las rectas de enriquecimiento % agotamiento# /na vez !ec!o, se comienzan a trazar las etapas tericas o platos#
;estilacin de eFu"o 'otal La destilacin es el proceso que consiste en calentar un líquido !asta que sus componentes más volátiles pasan a la ase de vapor %, a continuacin, enriar el vapor para recuperar dic!os componentes en orma líquida por medio de la condensacin# En la ;estilacin a eFu"o 'otal Go !a% producto ni de tope ni de ondo, basándose en las dierencias de volatilidades relativas de los compuestos a separar# El reFu"o total se usa. 0# Cuando se necesita cambiar algHn dispositivo que esta allando en la línea de la alimentacin, producto de ondo %@o tope, a corto plazo# 6# Cuando el nivel del líquido en el tanque disminu%e !asta cierto nivel que podría provocar que la bomba cavite# I# Cuando se presenta alguna di:cultad para sacar el producto de ondo (ocasionado una inundacin en la torre)# J# Cuando el producto del destilado esta uera de especi:cacin# •
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;eterminacin E:ciencias Efciencia
Global
de
la
Torre
de
Platos
Númerode Platos Ideales requeridos EO = Númerode Platos Reales requeridos
E MG=
Efciencia Murphree de los Platos
y n− y n+1 y n
¿
− y n+1
Efciencia de Fense!
> > . son las composiciones de la d, K muestra en el tope % en el ondo tomados de curva de equilibrio "oefciente delavolatilidad
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;eterminacin &erdidas de Calor en la Columna
"alor cedido por el hervidor
q h=m ´ h hg
´ = m h
Qh v
"alor ganado por condensador
"alor Perdido
q p =q h−q c
´ c Cp ( T salida−T entrada) q c =m
´ c= m
Qc v
