REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL RAFAEL MARIA BARALT PROGRAMA: INGIENERIA Y TECNOLOGIA PROYECTO: INGIENERIA DE GAS CATEDRA: FRACCIONAMIENTO PROFESORA: NACY NERY

INTEGRANTES: Corona, C.I: 19.681.917

Ligia

Davila, Ninibeth C.I: 20.655.592 Echeverria, Freddy C.I: 21.048.760 Fereira, Jerardo C.I: 18.664.654

Rangel, Freddy

C.I: 19.768.822

Los Puertos de Altagracia, Junio de 2011

ESQUEMA Introduccin

1. Fraccionamiento 2. La destilacin 2.1. Origen de la destilacin 2.2. Teora de la destilacin 2.3. Parmetros de la destilacin 2.4. Instrumento de la destilacin 2.5. Ventajas y desventajas de la destilacin 2.6. Tipos de destilacin 3. Destilacin Simple 3.1. Destilacin discontinua 3.2. Destilacin continua 3.3. Proceso de destilacin simple 4. Destilacin Fraccionada 4.1. Desventajas de la destilacin fraccionada 4.2. Ventajas de la destilacin fraccionada 4.3. Instrumento utilizado en la destilacin fraccionada 4.3.1. Torre de platos 4.4. Tipos de platos 4.4.1. Platos con flujos cruzados 4.4.2. Platos en contracorriente 5. La destilacin en la industria en general 5.1. Industria petroqumica 5.2. Industria de sntesis qumica 5.3. Industria de materia prima 6. Algunos conceptos bsicos 6.1. Ncleo de ebullicin 6.2. Punto de ebullicin 6.3. Volatilidad Conclusin Bibliografa

INTRODUCCION

FRACCIONAMIENTO

El fraccionamiento del crudo de petrleo consiste en efectuar un proceso mediante el cual, aplicando temperatura a una fraccin del crudo, separemos los distintos componentes segn el punto de ebullicin de cada uno, el cual depende del nmero de tomo de C que tenga el componente, junto con su naturaleza. Los diferentes productos que obtenemos al sepralos en los cortes de destilacin, que son los intervalos de temperatura en los cuales, mediante ebullicin, obtendremos los diferentes productos. LA DESTILACIN La destilacin es un proceso que consiste separar los distintos componentes de una mezcla mediante el calor. Para ello que se calienta esa sustancia, normalmente en estado lquido, para que sus componentes ms voltiles pasen a estado gaseoso o de vapor y a continuacin volver esos componentes al estado lquido mediante condensacin por enfriamiento. El principal objetivo de la destilacin es separar los distintos componentes de una mezcla aprovechando para ello sus distintos grados de volatilidad. Otra funcin de la destilacin es separar los elementos voltiles de los no voltiles de una mezcla.

En otros sistemas similares como la evaporacin o el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos voltil; el componente ms voltil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilacin es obtener el componente ms voltil en forma pura. Por ejemplo, la eliminacin del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporacin, pero la eliminacin del agua del alcohol evaporando el alcohol recibe el nombre de destilacin, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos. Si la diferencia entre las temperaturas de ebullicin o volatilidad de las sustancias es grande, se puede realizar fcilmente la separacin completa en una sola destilacin. Es el caso de la obtencin de agua destilada a partir de agua marina. Esta contiene aproximadamente el 4% de distintas materias slidas en disolucin. En ocasiones, los puntos de ebullicin de todos o algunos de los componentes de una mezcla difieren en poco entre s por lo que no es posible obtener la

separacin completa en una sola operacin de destilacin por lo que se suelen realizar dos o ms. Ejemplo: el ejemplo del alcohol etlico y el agua. El primero tiene un punto de ebullicin de 78,5 C y el agua de 100 C por lo que al hervir esta mezcla se producen unos vapores con ambas sustancias aunque diferentes concentraciones y ms ricos en alcohol. Para conseguir alcohol industrial o vodka es preciso realizar varias destilaciones.

ORIGEN DE LA DESTILACION Hasta donde se sabe, el proceso de la destilacin fue inventado por los alquimistas egipcios, quienes emplearon gran cantidad de aparatos diseados para vaporizar sustancias voltiles y tratar los metales con ellas. Parece que, ocasionalmente, se realizaba una especie de destilacin de lquidos. Por ejemplo, se calentaba agua de mar en calderos cubiertos y se sacudan las gotas condensadas en las tapaderas, con el fin de usarlas como agua para beber. Asimismo, el aceite de pez se elaboraba por el calentamiento del alquitrn y la subsecuente condensacin de su vapor. El mercurio se obtena al calentar el cinabrio (mineral de sulfuro de mercurio) sobre un plato de hierro, colocado dentro de una olla cubierta con un puchero o ambix, en el que se condensaba el vapor de mercurio. Posteriormente, ese trmino se us para denominar al aparato completo de la destilacin, en rabe al anbiq, de donde procede nuestro alambique. Los alquimistas griegos, en el siglo primero de nuestra era, inventaron el alambique para destilar sustancias. Un alambique o destilador est compuesto de tres partes: una vasija en la que se calienta el material que se va a destilar, una parte fra para condensar el vapor producido y un recipiente para recogerlo. La destilacin se invent como un medio para obtener un lquido capaz de atacar o colorear los metales. Ciertamente, no se conoce el uso de alambiques para propsitos no alqumicos hasta alrededor de 700 aos despus de su primer empleo en la alquimia, cuando los encontramos en libros de recetas. Debe comprenderse

que la falta de instrumentos (termmetros, por ejemplo) y el hecho de que no se conocieran disolventes ni cidos ms fuertes que el vinagre, representaba una limitacin del campo de estudio. Los antiguos qumicos trabajaban principalmente sobre alambiques primitivos, lo que les impeda recuperar los compuestos de bajo punto de ebullicin. De aqu que no se descubrieran productos qumicos como el alcohol hasta la poca de los rabes, aunque desde muchos siglos atrs se conocan bebidas alcohlicas como el vino y la cerveza (Forbes, 1958). TEORA DE LA DESTILACIN En la mezcla simple de dos lquidos solubles entre s, la volatilidad de cada uno es perturbada por la presencia del otro. En este caso, el punto de ebullicin de una mezcla al 50%, por ejemplo, estara a mitad de camino entre los puntos de ebullicin de las sustancias puras, y el grado de separacin producido por una destilacin individual dependera solamente de la presin de vapor, o volatilidad de los componentes separados a esa temperatura. Esta sencilla relacin fue anunciada por vez primera por el qumico francs Franois Marie Raoult (18301901) y se llama ley de Raoult. Esta ley slo se aplica a mezclas de lquidos muy similares en su estructura qumica, como el benceno y el tolueno. En la mayora de los casos se producen amplias desviaciones de esta ley. Si un componente slo es ligeramente soluble en el otro, su volatilidad aumenta anormalmente. En el ejemplo anterior, la volatilidad del alcohol en disolucin acuosa diluida es varias veces mayor que la predicha por la ley de Raoult. En disoluciones de alcohol muy concentradas, la desviacin es an mayor: la destilacin de alcohol de 99% produce un vapor de menos de 99% de alcohol. Por esta razn el alcohol no puede ser concentrado por destilacin ms de un 97%, aunque se realice un nmero infinito de destilaciones.

PARAMETRO DE LA DESTILACION La destilacin depende de parmetros como: El equilibrio liquido vapor, temperatura, presin, composicin, energa. El equilibrio entre el vapor y el lquido de un compuesto esta representado por la relacin de moles de vapor y lquido a una temperatura determinada, tambin puede estudiarse este equilibrio a partir de sus presiones de vapor.

La temperatura influye en las presiones de vapor y en consecuencia de la cantidad de energa proporcionada al sistema, tambin influyen en la composicin del vapor y el lquido ya que esta depende de las presiones del vapor. La presin tiene directa influencia en los puntos de ebullicin de los lquidos orgnicos y por lo tanto en la destilacin. La composicin es una consecuencia de la variacin de las presiones de vapor, de la temperatura que fijan las composiciones en el equilibrio. Puntos de ebullicin, son aquellos puntos o temperatura de compuestos puros a las que sus presiones de vapor igualan a la presin atmosfrica, producindose el fenmeno llamado ebullicin.

INSTRUMENTO DE DESTILACION EL ALAMBIQUE El alambique es el aparato utilizado para destilacin de lquidos mediante un proceso de evaporacin por calentamiento y posterior condensacin por enfriamiento. Fue inventado por los rabes alrededor del siglo X de nuestra era, para producir perfumes, medicinas y el alcohol procedente de frutas fermentadas. Es una herramienta de destilacin simple que est constituida por una caldera o retorta, donde se calienta la mezcla. Los vapores emitidos salen por la parte superior y se enfran en un serpentn situado en un recipiente refrigerado por agua. El lquido resultante se recoge en el depsito final. Los alambiques de laboratorio suelen ser de vidrio, pero los utilizados para destilar bebidas alcohlicas se fabrican normalmente de cobre, porque

este material no proporciona sabor al alcohol, resiste los cidos y conduce bien el calor. Tcnicamente el trmino alambique se aplica al recipiente en el que se hierven los lquidos durante la destilacin, pero a veces se aplica al aparato entero, incluyendo la columna fraccionadora, el condensador y el receptor en el que se recoge el destilado. Este trmino se extiende tambin a los aparatos de destilacin destructiva o craqueo. Los alambiques para trabajar en el laboratorio estn hechos normalmente de vidrio, pero los industriales suelen ser de hierro o acero. En los casos en los que el hierro podra contaminar el producto se usa a menudo el cobre. A veces tambin se usa el trmino retorta para designar a los alambiques. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA DESTILACION La destilacin es un mtodo de purifican, ya que se utiliza para separar una mezcla de compuestos solubles entre si. Existen varios tipos de destilacin, La destilacin simple se utiliza para separa compuestos con punto de ebullicin muy diferentes, y presiones atmosfricas de impurezas no voltil, su ventaja es esa es simple y al separar compuestos con punto de ebullicin muy diferentes entre si, no demora tanto; la desventaja es que solo puedes usarla para ese tipo de mezclas. La destilacin fraccionada se usa para separa mezclas con punto de ebullicin muy parecido, por ejemplo pesticidas, su ventaja es que puedes separar cosa muy simples y al vez mezclas muy complejas, la desventaja es que es una tcnica un poco costosa por el tipo de columna que usa, columna de vigreux o torre de platos.

TIPOS DE DESTILACIN 1. 2. 3. 4. 5. 6. Destilacin Simple. Destilacin Fraccionada. Destilacin al Vacio. Destilacin Azeotrpica. Destilacin por arrastre de vapor. Destilacin Mejorada.

DESTILACIN SIMPLE Es el mtodo que se usa para la separacin de lquidos con punto de ebullicin inferior a 150C a presin atmosfrica de impurezas no voltiles o de otros lquidos miscibles que presenten un punto de ebullicin al menos 25C superior al primero de ellos. Es importante que la ebullicin de la mezcla sea homognea y no se produzcan proyecciones. Para evitar estas proyecciones suele introducirse en el interior del aparato de destilacin ndulos de materia

que no reaccione con los componentes. Normalmente se suelen utilizar pequeas bolas de vidrio. Si se parte de una mezcla de dos sustancias en la que slo una de ellas es voltil, se pueden separar ambas mediante una destilacin. El componente ms voltil se recoger por condensacin del vapor y el compuesto no voltil quedar en el matraz de destilacin. Si ambos componentes de una mezcla son voltiles la destilacin simple no lograr su completa destilacin. La mezcla comenzar a hervir a una temperatura intermedia entre los puntos de ebullicin de los dos componentes, produciendo un vapor que es ms rico en el componente ms voltil (de menor punto de ebullicin). Si condensamos este vapor obtendremos un lquido enriquecido notablemente en este componente, mientras que el lquido que queda en el matraz estar enriquecido en el componente menos voltil (mayor punto de ebullicin). Por tanto, en una destilacin simple no conseguimos separar completamente las dos sustancias voltiles. En la industria qumica se utiliza la destilacin para la separacin de mezclas simples o complejas. Una forma de clasificar la destilacin puede ser la de que sea discontinua o continua DESTILACION DISCONTINUA Esta se realiza introduciendo la mezcla en una caldera donde se le aplica calor y los vapores condensados se almacenan en un recipiente. La operacin de llenado de la caldera con la mezcla hace que el proceso se realice por lotes. Como por ejemplo en la obtencin del orujo. DESTILACION CONTINUA Es un proceso interrumpido en el cual se verifica la produccin del un flujo continuo. El liquido o material orgnico a ser destilado puede ser continuamente introducido en el alambique o cargarlo de una sola vez sin interrumpir la recogida del destilado. En el momento de la realizacin del proceso de destilacin simple el alambique necesita ser continuadamente lleno con el material que se pretende destilar y vacindolo en el final de cada destilacin, interrumpiendo la recogida del destilado. Tal no sucede en la destilacin continua una vez que no se interrumpe el proceso de destilacin. Los mtodos de destilacin fraccionaria o continua son meramente descriptivos de los varios procesos que ocurren, pudiendo ser todos incluidos en un nico sistema de destilacin. PROCESO DE DESTILACION SIMPLE

El lquido se destila desde el matraz de destilacin, ocurriendo primeramente la vaporizacin, establecindose el equilibrio liquido vapor. Parte del vapor se condensa en las paredes del matraz, pero la gran parte pasa por la salida lateral condensndose debido a la circulacin del agua fra por el tubo refrigerante, a este producto se le conoce como, destilado, y a la porcin que queda en el baln de destilacin el residuo, se debe mantener el ritmo de destilacin, manteniendo continuamente una gota de condensado en el bulbo del termmetro. Para evitar el sobrecalentamiento de los lquidos es necesario introducir en el baln, ncleos de ebullicin y mantener constante el ritmo de destilacin. La destilacin simple es aplicable en los sistemas que contengan lquidos orgnicos de puntos de ebullicin bastante diferenciados. DESTILACIN FRACCIONADA Este proceso, conocido como rectificacin o destilacin fraccionada, se utiliza mucho en la industria, no slo para mezclas simples de dos componentes (como alcohol y agua en los productos de fermentacin, u oxgeno y nitrgeno en el aire lquido), sino tambin para mezclas ms complejas como las que se encuentran en el alquitrn de hulla y en el petrleo. La columna fraccionadora que se usa con ms frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas estn dispuestas horizontalmente, separadas unos centmetros, y los vapores ascendentes suben por unas cpsulas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a travs del lquido. Las placas estn escalonadas de forma que el lquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y all fluye de derecha a izquierda. La interaccin entre el lquido y el vapor puede ser incompleta debido a que puede producirse espuma y arrastre de forma que parte del lquido sea transportado por el vapor a la placa superior. Cuando la mezcla est formada por varios componentes, estos se extraen en distintos puntos a lo largo de la torre. Las torres de destilacin industrial para petrleo tienen a menudo 100 placas, con al menos diez fracciones diferentes que son extradas en los puntos adecuados. Se han utilizado torres de ms de 500 placas para separar istopos por destilacin.

DESVENTAJA DE LA DESTILACIN FRACCIONADA

En una gran fraccin (ms o menos la mitad) del destilado condensado debe volver a la parte superior de la torre y eventualmente debe hervirse otra vez, con lo cual hay que suministrar ms energa en forma de calor. VENTAJA DE LA DESTILACIN FRACCIONADA El funcionamiento continuo permite grandes ahorros de calor, porque el destilado que sale puede ser utilizado para precalentar el material que entra. La destilacin fraccionada del petrleo nos permite obtener combustibles tiles por lo cual es necesario fraccionar el petrleo en sus diferentes componentes. Cuando se calienta la mezcla de distintos lquidos que constituye el petrleo, cada uno de ellos alcanza el punto de ebullicin a una temperatura diferente, de modo que se convierte en gas y se separa fcilmente del resto, primero los productos ms ligeros, que tienen la temperatura de ebullicin ms baja.. El 90 % del petrleo se emplea para la produccin de combustibles. Por orden de separacin, estos son los principales compuestos que se extraen del crudo:

Gasolina y nafta, que suponen un 25 % del total. Queroseno y combustible para aviones. Gasleo ligero y para motores Diesel. Gases pesados y gasleo de calefaccin. Lubricantes, ceras y fueloil. Asfalto.

INSTRUMENTO UTILIZADO EN LA DESTILACION FRACCIONADA

TORRES DE PLATOS: La columna consiste de varios platos en los cuales se lleva a cabo el contacto entre la fase lquida y vapor. El vapor es generado por medio de calentamiento del lquido de fondos que se compone bsicamente de la sustancia menos voltil del sistema y por tanto est a la mayor temperatura de la torre, mientras que el lquido que va descendiendo a travs de la torre desde el primer plato, el cual es ms rico en el componente ms voltil y est con la menor temperatura de la torre, es obtenido del condensado del vapor ms ligero. La alimentacin de la torre puede consistir desde lquido sub-enfriado hasta vapor sobrecalentado, lo cual modifica el nmero de platos necesarios para la separacin deseada. La seccin por encima del plato de alimentacin se denomina seccin de absorcin, enriquecimiento o rectificadora; mientras que la que se encuentra debajo de ste se denomina como desorberdora, o de agotamiento. Estos trminos se vuelven bastante indefinidos en columnas con

alimentaciones mltiples y en aquellas en que se retira una corriente lateral de producto en algn punto a lo largo de la columna, adems de las dos corrientes de productos de los extremos. Las torres de platos son cilindros verticales en que el lquido y el gas se ponen en contacto en forma de pasos sobre platos. El lquido entra en la parte superior y fluye en forma descendente por gravedad. En el camino fluye a travs de cada plato y a travs de un conducto, al plato inferior. El gas pasa hacia arriba, a travs de orificios de un tipo u otro en el plato; entonces burbujea a travs del lquido para formar una espuma, se separa de la espuma y pasa al plato superior. El efecto global es un contacto mltiple a contracorriente entre el gas y el lquido, aunque cada plato se caracteriza por el flujo transversal de los dos. Cada plato en la torre es una etapa, puesto que sobre el plato se ponen los fluidos en contacto ntimo, ocurre la difusin interfacial y los fluidos se separan. TIPOS DE PLATOS Platos con flujo cruzado La mayora de los platos de flujo cruzado utilizan perforaciones para la dispersin del gas en el lquido. Estas perforaciones pueden ser simples orificios circulares, o pueden disponer de vlvulas mviles que configuran orificios variables de forma no circular. Estos platos perforados se denominan platos de malla o platos de vlvula. En los primeros, debe evitarse que el lquido fluya a travs de las perforaciones aprovechando para ello la accin del gas; cuando el flujo de gas es lento, es posible que parte o todo el lquido drene a travs de las perforaciones y se salte porciones importantes de la zona de contacto. El plato de vlvula est diseado para minimizar este drenaje, o goteo, ya que la vlvula tiende a cerrarse a medida que el flujo de gas se hace ms lento, por lo que el rea total del orificio vara para mantener el balance de presin dinmica a travs del plato.

Plato de paso simple Platos en contracorriente

Para el contacto de gases con lquidos que contienen slidos se utiliza frecuentemente el denominado plato deflector o placa de dispersin. Normalmente tiene forma de media luna y una ligera inclinacin en el sentido de flujo del lquido. El gas se pone en contacto con el lquido que se derrama del plato y cae al interior, pudindose utilizar en el borde del plato una esclusa o rebosadero, que puede llevar filo dentado, para mejorar la distribucin del lquido descendente. En el plato deflector, el lquido acta como fase dispersa y el gas como fase continua; se utiliza principalmente en aplicaciones con transferencia de calor.

Plato de flujo en doble paso

LA DESTILACION GENERAL

EN

LA

INDUSTRIA

EN

Ya que en la industria mundial a nivel de calidad y refinamiento es necesario muchos procesos en los cuales el objetivo es obtener el producto ms puro posible; cabe mencionar que la destilacin es uno de los procesos ms utilizados. Industria Petroqumica En la industria del petrleo, siendo sta una mezcla muy compleja de componentes qumicos de estructuras, pesos moleculares, puntos de ebullicin, etc., muy diversos; todos los procesos de separacin, incluida la isomerizacin, el cracking trmico y cataltico, la alquilacin, etc., se realizan con sistemas de destilacin fraccionada a presin normal reducida.

Industria de sntesis qumica En la industria sntesis qumica, ya sea de materias primas o productos finos (qumica fina), se emplea la destilacin fraccionada a presin normal, reducida, azeotrpica, etc., para lograr los distintos niveles de calidad de los productos, requeridos por los distintos mercados de aplicacin. Procesos qumicos tales como, la esterificacin, la hidrogenacin y la oxidacin cataltica, la alquilacin y la acilacin de Friedel-Crafts, la halogenacin fotoqumica, etc., requieren de operaciones de destilacin para purificar los productos de sntesis.

Industria De Materia Primas (Rectificacin de aceites esenciales) Los aceites esenciales obtenidos por destilacin al vapor de plantas aromticas, son una mezcla de componentes terpnicos de diferentes estructuras y propiedades aromticas. Algunos aceites tienen componentes con aromas desagradables, principalmente en la fraccin voltil y de cola. Por esta razn para mejorar su calidad, se los fracciona a presin reducida, eliminando de esta manera aquellos componentes indeseables. As por ejemplo los aceites ctricos se desterpenan (esto es: reduccin del contenido en hidrocarburos terpnicos), para mejorar sus aromas y su solubilidad en matrices acuosas y polares. Tambin se destilan los aceites esenciales para separar algunos de sus componentes en forma pura. ALGUNOS CONCEPTOS BSICOS: Ncleo de ebullicin Es una partcula fsica que se adiciona al matraz de bola para que cuando comience la ebullicin este fomente la homogeneidad de la mezcla que ebulle. El ncleo de ebullicin a parte debe ser inerte para que si ocurre alguna reaccin durante tal ebullicin no se vea afectado y regularmente como ncleo de ebullicin son empleadas perlas de vidrio. Punto de ebullicin Son aquellos puntos o temperaturas de compuestos puros a las que sus presiones de vapor igualan a la presin atmosfrica, producindose el fenmeno llamado ebullicin.

Volatilidad En el contexto de la qumica, fsica y termodinmica es una medida de la tendencia de una sustancia a pasar a vapor. Esta tambin se define como una medida de la facilidad con que una sustancia se evapora, a una temperatura dada, las sustancias con mayor presin de vapor se evaporan ms fcilmente que las sustancias con una menor presin de vapor. Aunque por lo general se aplica a lquidos, la volatilidad se puede aplicar a slidos como el hielo seco.

CONCLUSION

BIBLIOGRAFIA http://www.bedri.es/Comer_y_beber/Licores_caseros/La_destilacion.ht m http://es.wikipedia.org/wiki/Alambique http://usuarios.multimania.es/kkimic/operaciones%20de %20separacion/Historia%20de%20la%20destilacion.pdf http://quimicalibre.com/destilacion/ http://es.answers.yahoo.com/question/index? qid=20071006133055AAucZgz Paginas alternativas y informacin recopilada de libros