UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS

Transcripción

1 UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS REPORTE DESTILACION DE UNA MEZCLA DE ETANOL-AGUA AL 50% FRACCION MOL OPERACIONES UNITARIAS II DR. SALMERON OCHOA IVAN INTEGRANTES: ELIEL GUEVARA GONZAEZ ROSA ISELA MARTINEZ SOLIS EVER GARCIA MARTINEZ ALBERTO RIVERA NIETO

2 RESUMEN. La práctica consistió en la destilación fraccionada de una mezcla de etanol. Se tomó un % volumen/volumen, llevándose a ciertas temperaturas en el plato 7, y tomando muestras cada 10 minutos, para poder comprobar resultados se tuvo que realizar una curva de calibración con fracción ya definidas. Se realizó a diferente 3 temperaturas en donde se tomó un promedio de cada una de las muestras para saber la fracción del producto de la destilación. INTRODUCCION. La destilación es una operación unitaria que permite separar de 2 componentes o más por medio del equilibrio de fases liquido-vapor. Existen 2 método de destilación por carga. El primero de ellos se basa en la producción de vapor mediante la ebullición de la mezcla liquido vapor mediante la ebullición de la mezcla liquida que se dese separar y la consecuente condensación de estos sin permitir que el líquido reporte al calderón. Es decir, no hay reflujo externo. El otro método se basa en el retorno de una parte del condensado al tope de la columna en unas condiciones tales que el líquido que retorna se pone en íntimo contacto con los vapores que asienten hacia el condensador. Ambos métodos pueden realizarse en forma continua o por lotes. Los procesos de destilación continua son: a) Destilación instantánea b) Destilación con ratificación. Los procesos de destilación descontinua son: a) Destilación simple b) Destilación fraccionada. En la destilación fraccionada el vapor asciende que abandona el calderin pasa por una columna de rectificación en donde se ponen en contacto íntimo a contracorriente con el líquido descendente a fin de mejorar el efecto de transferencia de masa en el cual el vapor cada al líquido el componente pesado y el líquido cede al vapor el componente liviano, generándose así, un enriquecimiento de la fase vapor en el componente liviano y un enriquecimiento de la fase liquida en el componente pesado. El vapor ascendente al salir de la columna rectificadora pasa por condensador total y de este, el líquido condensado pasa al elemento de distribución de reflujo el cual reparte el líquido de dos corrientes: Lo que se regresa a la columna y lo del producto destilado. LA relación matemática entre estas dos es lo que se conoce con reflujo externo.(valderrama, 1998)

3 MATERIALES Y EQUIPO Destilador del Laboratorio de Ingeniera Química. Refractómetro CARL ZEISS Matraz aforado de 50ml Pipeta volumétrica Vasos de precipitado Embudo Etanol Agua destilada METODOLOGIA. Se preparó una curva de calibración con soluciones de % mol etanol (en H 2 0) en los siguientes rangos: 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0. Para esto se medirá el índice refracción utilizando el refractómetro CARL ZEISS. Una vez ya preparados 8 litros de solución se introdujo en el Calderín con el apoyo de un embudo. Incrementar la potencia (KW) lentamente operando la consola de control lo cual aumentara la temperatura de la solución. Esto se hará hasta comenzar a observar la generación de vapor y la formación de condensado del producto de cabeza en el recipiente de colección. Posteriormente se enciende la bomba de reflujo con una relación 1:1. Para continuar se estableció una temperatura y se tomaron 5 muestras cada 10 minutos. Al terminar esas muestras se aumentó la temperatura 2 grados y se alimentó con 3 litros de solución previamente preparada sin tener ahora reflujo a un flujo de 15 mililitros por minuto. De igual manera se tomaron muestras cada 10 minutos por 50 minutos. En el tercer ciclo se aumentó de nuevo la temperatura 2 grados, pero ahora con reflujo y con alimentación, tomándose muestras cada 1 minutos. De todas las muestras se realizaron estudios de índice de refracción para conocer su % volumen/volumen.

4 Indice de refraccion RESULTADOS. 1.4 curva de calibración Series Fraccion etanol volumen/volumen Grafica 1. Curva de calibración etanol-agua La solución preparada dio un índice de: que en fracción avale a: 0.21 Tabla 1. Datos obtenidos con reflujo 1:1 Temperatura del Calderín: 91.9 Composición del producto de cabeza (X D ) Tiempo I:0.67 Tiempo II: 0.66 Tiempo III:0.664 Tiempo IV:0.66 Tiempo V:0.66 Composición del producto de cola (X B ) Tiempo I:0.07 Tiempo II:0.1 Tiempo III: 0.1 Tiempo IV: Tiempo V: 0.07 Temperatura en la parte 75.2 superior de la columna: Temperatura en la parte 88 inferior de la columna:

5 Tabla 2 datos obtenidos con alimentación Temperatura del Calderín: 95.2 Composición del producto de cabeza (X D ) Tiempo I: 0.64 Tiempo II: 0.78 Tiempo III: 0.78 Tiempo IV: 0.78 Tiempo V: 0.78 Composición del producto de cola (X B ) Tiempo I: 0.03 Tiempo II: Tiempo III: Tiempo IV: 0.02 Tiempo V: 0.02 Temperatura en la parte 76 superior de la columna:90.4 Temperatura en la parte 90.6 inferior de la columna: Tabla 3. datos obtenidos con reflujo y alimentación Temperatura del Calderín: 96.5 Composición del producto de cabeza (X D ) Tiempo I: 0.78 Tiempo II: 0.75 Tiempo III: 0.9 Tiempo IV: 0.9 Tiempo V: 0.94 Composición del producto de cola (X B ) Tiempo I: Tiempo II: Tiempo III: Tiempo IV: Tiempo V: Temperatura en la parte 75.6 superior de la columna: Temperatura en la parte 92.6 inferior de la columna:

6 Teniendo estos valores podemos deducir que la mejor forma de tener una destilación es mediante la alimentación con un reflujo, es algo que con los conocimientos obtenidos en las clases de teoría se puede corroborar, ya que al tener una mayor cantidad de material donde se puede obtener el producto que buscamos. Otro factor importante es la temperatura ya que a mayor temperatura es más posible que todo el producto débil pueda ser evaporado y este alcance hasta la parte superior antes de ser condensado en los platos, pero teniendo cuidado de no acercarnos al punto de ebullición del compuesto pesado. Se pueden observar muy complejas pero sobre todo que en cierta temperatura y con cierto flujo se tenía una homogeneidad más de cada caso aun cuando las muestras se tomaban en tiempos muy separados. CONCLUSION. Se obtuvo con éxito la práctica ya que se logró poder realizar un destilación con diferentes tipos de tratamientos pero al mismo tiempo conocer los factores que pueden influirlos y de qué forma como es la concentración y la temperatura. Es importante descarta la relación que existe entre los resultados con la teoría conocida por la literatura. Bibliografía Valderrama, J. (1998). Informacion tecnologica. Centro de Tecnologia.