Post on 21-Nov-2015
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS(E.S.I.Q.I.E.)
LABORATORIO DE OPERACIONES DE SEPARACIONDESTILACION
PRACTICA No. 3:DESTILACION INTERMITENTE POR ARRASTRE CON VAPOR
EQUIPO:5
SECCION:2
ALUMNOS:GIL PACHECO LUIS DANIEL 2010321175LARIOS PEREZ MARIBEL2007320337MARTINEZ OROZCO OMAR2009320391VELAZQUEZ SANCHEZ JUANA KAREN2009320687
PROFESOR: ING. EDGAR OMAR HERNNDEZ VILLA
MXICO D.F. 29 DE ABRIL DE 2014
OBJETIVOS:Desarrollar los conocimientos para la operacin de un sistema intermitente para llevar a cabo una destilacin por arrastre con vapor de agua, as como determinar las variables que intervienen en ella y comparar de los resultados obtenidos mediante la practica realizada y los clculos tericos realizados con las ecuaciones correspondientes, adems de determinar la eficiencia de vaporizacin en la destilacin.
MARCO TEORICO:La destilacin por arrastre con vapor es una tcnica para separar sustancias orgnicas ligeramente voltiles insolubles en agua, de otras no voltiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales orgnicas, u otros compuestos orgnicos no arrastrables.
Fundamento fsico: Ley de DaltonLos vapores saturados de los lquidos inmiscibles siguen la ley de Dalton sobre las presiones parciales, que dice: cuando dos o mas gases o vapores, que no reaccionan entre si, se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma presin que si estuviera solo y la suma de las presiones de cada uno, es igual a la presin total del sistema. Su expresin matemtica es la siguiente:
Al destilar una mezcla de dos lquidos inmiscibles, su punto de ebullicin ser la temperatura a la cual la suma de las presiones de vapor es igual a la atmosfrica. Esta temperatura ser inferior al punto de ebullicin del componente mas voltil.Si uno de los lquidos es agua (Destilacin por arrastre con vapor de agua) y si se trabaja a la presin atmosfrica, se podr separar un componente de mayor punto de ebullicin que el agua a una temperatura inferior a 100 C. Esto es muy importante cuando el compuesto se descompone a su temperatura de ebullicin o cerca de ella.En general, esta tcnica se utiliza cuando los compuestos cumplen con las condiciones de ser voltiles, inmiscibles en agua, tener presin de vapor baja y punto de ebullicin alto.
Mtodos de Destilacin por arrastre de vaporEs llamada tambin Destilacin por arrastre de vapor, extraccin por arrastre, hidrodifusin o hidroextraccin, steam distillation o hydrodistillation. Sin embargo, no existe un nombre claro y conciso para definirla, debido a que se desconoce exactamente lo que sucede en el interior del equipo principal y porque se usan diferentes condiciones del vapor de agua para la obtencin. Es as que, cuando se usa vapor saturado o sobrecalentado, fuera del equipo principal, es llamado Destilacin por arrastre de vapor. Cuando se usa vapor saturado, pero la materia esta en contacto intimo con el agua que genera el vapor, se le llama hidrodestilacin. Cuando se usa vapor saturado, pero la materia no esta en contacto con el agua generadora, sino con un reflujo del condensado formado en el interior del destilador y se asuma que el agua era un agente extractor, se le denomino hidroextraccin.
Matraz 1
Figura 1. Destilacin por arrastre con vapor
Figura 2. Hidrodestilacin con trampa de Clevenger.
DATOS EXPERIMENTALES
VAPOR INDIRECTOVAPOR DIRECTO
Tiempo510152025
T158
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
Tiempo51015202530
T1
T2
T392
T4
T5
T6
T7
T8
Temperatura Inicial26
Dimetro Tanque0.3650mts.
Z Aceite0.17mts.
Volumen inicial Aceite17.79Lt. Aceite
Volumen inicial Hexano1Lt.
Volumen Hexano Indirecto0.018Lt.
Volumen Hexano Arrastre0.91Lt.
Vapor Condensado indirecto1.4Lt.
Vapor Condensado directo1.1Lt.
Tiempo Indirecto25Min.
Tiempo Arrastre25Min.
Presin Vapor Indirecto0.5
Presin Vapor Arrastre0.3
Presin Atmosfrica585mmHg
PM
Cp
Aceite282112.80.912
Hexano8646.610.675
CALCULOS
1.- Calculo de la fraccin de Hexano (componente voltil) presente en la mezcla inicial LA0
2.- Calculo de la fraccin mol de Aceite inicial LB0
3.- Moles totales de alimentacin Lo
4.- Fraccin mol del Hexano xA y fraccin mol del aceite xB
5.- Calculo del calor especfico promedio de la mezcla de aceite Cpm
6.- Calor latente del vapor indirecto Pabs= Pman + PatmPabs= (0.5+0.79)kg/cm2=1.29 kg/cm2De tablas de vapor:v i= 9628 kcal/kgmol
7.- Calor latente de vapor del hexano Pabs= Pman + PatmPabs= (0.5+0.79)kg/cm2=1.29 kg/cm2De tablas de vapor:v a= 6895 kcal/kgmol
8.- Volumen del hexano destilado por calentamiento indirecto LA IND
9.- Moles de vapor tericos en calentamiento indirecto (MVi)Teorico
10.- Moles de vapor prcticos en el calentamiento indirecto (Mvi)Prac.Volumen de condensado indirecto= 1.4L
11.- Perdida de calor por calentamiento indirecto
12.- Moles de hexano presentes en la mezcla antes de iniciarse el arrastre LA1
13.- Masa de Hexano destilado por arrastre
14.- Moles de Hexano residuales
15.- Masa de vapor de arrastre
16.- Presin parcial del HexanoComponenteABC
Hexano4.001391170.875224.317
Donde T=C ; P= barPara una T= 92C
17.- Calculo de la eficiencia evaporativa
TABLA DE RESULTADOS
LA00.007849 kgmol
LB00.057534 kgmol
L00.065383 kgmol
XA0.120046
XB0.879954
Cpm104.854 kcal/kgmolC
Vi9628 kcal/kgmol
VA6895 kcal/kgmol
LAi
(Mvi)Terico
(Mvi)Practico
Qp
LA1
LA@
LAR
Mva
Pa
Ev
Bibliografa:
1.- http://iqtma.uva.es/separacion/archivos/arrastrevapor.pdf2.- http://organica1.org/1311/1311_10.pdf3.- Poling, Bruce; Prausnitz, John & OConnell, John The Proporties of Gases and Liquids, 5 th Edition, McGraw Hill, New York, 2001