Destilación

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Aparatu de destilación pa les granes de Neem nun llaboratoriu de Tec de Monterrey, Campus Ciudá de Méxicu

La destilación ye'l procesu de dixebrar les distintes sustances que componen una amiestu líquida por aciu vaporización y condensación selectives. Diches sustances, que pueden ser componentes líquidos, sólidos disueltos en líquidos o gases licuados, dixébrense aprovechando los distintos puntos de ebullición de caúna d'elles, una y bones el puntu de bullidura ye una propiedá intensiva de cada sustanza, esto ye, nun varia en función de la masa o'l volume, anque sí en función de la presión.

Destilación simple[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Destilación simple

La destilación simple o destilación senciella ye una operación onde los vapores producíos son darréu enriaos escontra un condensador, que esfrecer (condensación) de cuenta que'l destilado nun resulta puru. La so composición va ser distinta a la composición de los vapores, a la presión y temperatura del separador y pueden ser calculada pola llei de Raoult.

Nesta operación pueden dixebrase sustances con una diferencia de temperatura ente los 100 y 200 graos Celsius, yá que si esta diferencia ye menor, cuérrese'l riesgu de crear azeótropos. Al momentu d'efectuar una destilación simple tien de recordase asitiar la entrada d'agua pela parte de riba del refrigerante por que de esta manera enllenar por completu. Tamién s'utiliza pa dixebrar un sólidu disueltu nun líquidu o 2 líquidos que tengan una diferencia mayor de 50 °C nel puntu de bullidura.

Destilación fraccionada[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Destilación fraccionada

La destilación fraccionada d'alcohol etílico ye una variante de la destilación simple que s'emplega principalmente cuando ye necesariu dixebrar líquidos con puntos de ebullición cercanos.

La principal diferencia que tien cola destilación simple ye l'usu d'una columna de fraccionamiento. Esta dexa un mayor contautu ente los vapores que xuben, xuntu col líquidu entestáu que baxa, pol usu de distintos "platos". Esto facilita l'intercambiu de calor ente los vapores (que lo dexen) y los líquidos (que lo reciben).

Destilación al vaciu[editar | editar la fonte]

La destilación al vaciu consiste en xenerar un vacíu parcial per dientro del sistema de destilación pa destilar sustances per debaxo del so puntu de bullidura normal. Esti tipu de destilación utilizar pa purificar sustances inestables como son por casu les vitamines.
Lo importante nesta destilación ye que al crear un vacíu nel sistema puede amenorgase el puntu de bullidura de la sustanza casi a la metá.

Nel casu de la industria del petroleu ye la operación complementaria de destilación del crudu procesáu na unidá de destilación atmosférica, que non se vaporiza y sale pela parte inferior de la columna de destilación atmosférica. El vaporizado de too el crudu a la presión atmosférica precisaría alzar la temperatura percima del estragal de descomposición química y eso, nesta fase del refino de petroleu, ye indeseable.

La borrafa atmosférica o crudu amenorgáu procedente del fondu de la columna de destilación atmosférica, bombiar a la unidá de destilación a vacíu, calezse xeneralmente nun fornu a una temperatura inferior a los 400 °C, similar a la temperatura que s'algamar na fase de destilación atmosférica, ya introduzse na columna de destilación. Esta columna trabaya a vacíu, con una presión absoluta d'unos 20 mm de Hg, polo que se vuelve a producir una vaporización de productos per efeutu del amenorgamientu de la presión, pudiendo estraye-y más productos llixeros ensin descomponer la so estructura molecular.

Na unidá de vacíu llógrense solu trés tipos de productos:

  • Gas Oil Llixeru de vacíu (GOL).
  • Gas Oil Pesáu de vacíu (GOP).
  • Borrafa de vacíu.

Los dos primeros, GOL y GOP, utilícense como alimentación a la unidá de craqueo catalíticu dempués de desulfurarse nuna unidá de hidrodesulfuración (HDS).

El productu del fondu, borrafa de vacíu, utilízase principalmente p'alimentar a unidaes de craqueo térmicu, onde se vuelven a producir más productos llixeros y el fondu dedicar a producir fuel oil, o p'alimentar a la unidá de producción de coque. Dependiendo de la naturaleza del crudu la borrafa de vacíu pue ser materia primo pa producir asfaltos

Destilación azeotrópica[editar | editar la fonte]

En química, la destilación azeotrópica ye una de les técniques usaes pa romper un azeótropo na destilación. Una de les destilaciones más comunes con un azeótropo ye la del amiestu etanol-agua. Usando técniques normales de destilación, el etanol solo puede purificarse a aproximao'l 95 %.

Una vegada atópase nuna concentración de 95/5 % etanol/agua, los coeficientes d'actividá de l'agua y del etanol son iguales, entós la concentración del vapor del amiestu tamién ye de 95/5 % etanol-agua, polo tanto destilar de nuevu nun ye efectivu. Dellos usos riquen concentraciones d'alcohol mayor, por casu cuando s'usa como aditivu pa la gasolina. Polo tanto'l azeótropo 95/5 % tien de rompese pa llograr una mayor concentración.

N'unu de los métodos amiéstase un material axente de separación. Por casu, la adición de bencenu al amiestu camuda la interacción molecular y esanicia el azeótropo. La desventaxa, ye la necesidá d'otra separación pa retirar el bencenu. Otru métodu, la variación de presión na destilación, basar nel fechu de qu'un azeótropo depende de la presión y tamién que nun ye un rangu de concentraciones que nun pueden ser destiladas, sinón el puntu nel que los coeficientes d'actividá crúciense. Si'l azeótropo sáltase, la destilación puede siguir.

Pa saltar el azeótropo, el puntu d'ésti puede movese camudando la presión. Comúnmente, la presión afitar de forma tal qu'el azeótropo quede cerca del 100 % de concentración, pal casu del etanol, ésti puédese allugar nel 97 %. El etanol puede destilarse entós hasta'l 97 %. Anguaño se destila a un pocu menos del 95,5 %. L'alcohol al 95,5 % unviar a una columna de destilación que ta a una presión distinta, llévase'l azeótropo a una concentración menor, seique al 93 %. Una y bones l'amiestu ta percima de la concentración azeotrópica actual, la destilación nun se va pegar” nesti puntu y el etanol va podese destilar a cualquier concentración necesaria.

Pa llograr la concentración riquida por que el etanol sirva como aditivu de la gasolina utilízase etanol deshidratado. El etanol se destila hasta'l 95 %, depués faise pasar por un cribu molecular qu'absuerba l'agua del amiestu, yá se tien entós etanol percima del 95 % de concentración, que dexa destilaciones posteriores. Depués el cribu calecer pa esaniciar l'agua y puede reutilizase.

Destilación por arrastre de vapor[editar | editar la fonte]

Na destilación por arrastre de vapor d'agua llevar a cabu la vaporización selectiva del componente volátil d'un amiestu formáu por ésti y otros "non volátiles". Lo anterior llograr por mediu de la inyección de vapor d'agua directamente nel interior del amiestu, denominándose esti "vapor d'arrastre", pero en realidá la so función nun ye la de "abasnar" el componente volátil, sinón entestase nel matraz formando otra fase inmiscible que dexará'l so calor latente al amiestu a destilar pa llograr el so evaporación. Nesti casu tendránse la presencia de dos fases insolubles a lo llargo de la destilación (orgánica y aguacienta), poro, cada líquidu va portase como si l'otru nun tuviera presente. Esto ye, cada unu d'ellos va exercer la so propia presión de vapor y correspónderá a la d'un líquidu puro a una temperatura de referencia.

La condición más importante por que esti tipu de destilación pueda ser aplicáu ye que tanto'l componente volátil como la impureza sían insolubles n'agua yá que el productu destilado volátil va formar dos capes al entestase, lo cual va dexar la separación del productu y de l'agua fácilmente.

Como se mentó enantes, la presión total del sistema va ser la suma de les presiones de vapor de los componentes del amiestu orgánico y de l'agua, sicasí, si l'amiestu a destilar ye un hidrocarburu con dalgún aceite, la presión de vapor del aceite al ser bien pequeña considérase despreciable a efectos del cálculu:

P = Pa° + Pb°

Onde:

  • P = presión total del sistema
  • Pa°= presión de vapor de l'agua
  • Pb°= presión de vapor del hidrocarburu

Per otra parte, el puntu de ebullición de cualquier sistema algamar a la temperatura a la cual la presión total del sistema ye igual a la presión del confinamientu. Y como los dos líquidos xuntos algamen una presión dada, más rápido que cualesquier d'ellos solos, l'amiestu va ferver a una temperatura más baxa que cualesquier de los componentes puros. Na destilación por arrastre ye posible utilizar gas inerte pal arrastre. Sicasí, l'empléu de vapores o gases distintos a l'agua implica problemes adicionales na condensación y recuperación del destilado o gas.

El comportamientu que va tener la temperatura a lo llargo de la destilación va ser constante, yá que nun esisten cambeos na presión de vapor o na composición de los vapores del amiestu, ye dicir que'l puntu de bullidura va permanecer constante mientres dambos líquidos tean presentes na fase líquida. Nel momentu qu'unu de los líquidos esaniciar pola mesma ebullición del amiestu, la temperatura va xubir sópito.

Si n'amiestu binario designamos por na y nb a fraccionar molares de los dos líquidos na fase vapor, vamos tener:

  • Pa° = na P Pb° = nbP estremando:
  • Pa° = na P = na
  • Pb° = nb P = nb

na y nb son el númberu de moles d'A y B en cualquier volume dáu de vapor, polo tanto:

  • Pa° = na
  • Pb° = nb

Y como la relación de les presiones de vapor a una "T" dada ye constante, la relación na/nb, ten de ser constante tamién. Esto ye, la composición del vapor ye siempres constante en cuantes que dambos líquidos tean presentes.

Amás como: na = wa/Ma y nb= wb/Mb

Onde: wa y wb son los pesos nun volume dao y Ma, Mb son los pesos moleculares d'A y B respeutivamente. La ecuación tresformar en:

Pa° = na = waMb Pb° nb wbMa O bien: wa = Mapa° wb MbPb°

Esta postrera ecuación rellaciona directamente los pesos moleculares de los dos componentes destilados, nun amiestu binario de líquidos. Poro, la destilación por arrastre con vapor d'agua, en sistemes de líquidos inmisibles nésta llega a utilizar pa determinar los pesos moleculares averaos de los productos o sustances rellacionaes.

Ye necesariu establecer qu'esiste una gran diferencia ente una destilación por arrastre y una simple, yá que na primera nun se presenta un equilibriu de fases líquidu-vapor ente los dos componentes a destilar como se da na destilación simple, polo tanto nun ye posible realizar diagrames d'equilibriu yá que nel vapor nunca va tar presente'l componente "non volátil" mientres tea destilando el volátil. Amás de que na destilación por arrastre de vapor el destilado llográu va ser puru en relación al componente non volátil (anque rica d'un decantación pa ser separáu de l'agua), daqué que nun asocede na destilación simple onde'l destilado sigue presentando dambos componentes anque más arriquecíu en dalgún d'ellos. Amás si esti tipu d'amiestos con aceites d'altu pesu molecular fueren destiladas ensin la adición del vapor riquir de gran cantidá de enerxía pa calecer y emplegaría mayor tiempu, pudiéndose descomponer si tratar d'un aceite esencial.

Destilación ameyorada[editar | editar la fonte]

Cuando esisten dos o más compuestos nun amiestu que tienen puntos de ebullición relativamente cercanos, esto ye, volatilidá relativa menor a 1 y que forma un amiestu non ideal ye necesariu considerar otres alternatives más económiques a la destilación convencional, como son:

Estes técniques nun son ventaxoses en tolos casos y les regles d'analises y diseñu pueden nun ser generalizables a tolos sistemes, polo que cada amiestu tien de ser analizada curioso p'atopar les meyores condiciones de trabayu.

Destilación seca[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Destilación ensuga

La destilación seca ye la calefacción de materiales sólidos en secu (ensin ayuda de líquidos solventes), pa producir productos gaseosos (que pueden entestase depués en líquidos o sólidos). Esti procedimientu foi usáu pa llograr combustibles líquidos de sustances sólides, tales como carbón y madera. Esto tamién puede ser usáu pa estremar dellos sales minerales por termólisis, pa llogru de gases útiles na industria.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]



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