1) El documento presenta información sobre la destilación instantánea de mezclas binarias y multicomponentes. 2) Explica conceptos como el equilibrio vapor-líquido, diagrama T-x-y, diagrama de McCabe-Thiele y ecuaciones de equilibrio. 3) También cubre el balance de materia y energía para la destilación flash y presenta ejemplos numéricos para ilustrar los cálculos.

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
INTRODUCCIÓN A LA
DESTILACIÓN
(Destilación Instantánea)
I. Q. ALEJANDRO GUADARRAMA

3. EQUILIBRIO VAPOR LIQUIDO EN SOLUCIONES BINARIAS IDEALES

4. Diagrama T-x-y
VAPOR
F
C
B
E
A
Temperatura
G
D
LÍQUIDO
XB
XA
Fracción Molar

6. Diagrama McCabe-Thiele
(equilibrio vapor-líquido)

7. EQUILIBRIO VAPOR LIQUIDO EN SOLUCIONES BINARIAS IDEALES

8. EQUILIBRIO VAPOR LIQUIDO EN SOLUCIONES BINARIAS IDEALES

9. EQUILIBRIO VAPOR LIQUIDO EN SOLUCIONES BINARIAS IDEALES
Ecuación de Antoine (Perry’s, tabla 2-6):
Ley de Raoult:
Ley de Dalton (suma de presiones
parciales):

10. EQUILIBRIO VAPOR LIQUIDO EN SOLUCIONES BINARIAS IDEALES
Fracción molar en la fase líquida
Fracción molar en la fase vapor
Volatilidad Relativa (a):
Relación Analítica de Equilibrio

11. Ejemplo:
Las presiones de vapor del heptano y el octano son las siguientes (en mmHg):
T
98.4
100
102
104
106
108
110
112
114
116
118
120
122
124
125.6
P7
760
795
841
890
941
993
1049
1104
1165
1228
1296
1368
1442
1528
1593
P8
377
356
380
406
429
452
479
510
540
574
609
647
687
729
760
Si las mezclas de estos componentes cumplen la ley de Raoult, determínese:
a) Los datos de equilibrio para este sistema a la presión de una atmósfera,
calculados directamente a partir de las presiones de vapor.
b) La volatilidad relativa a cada temperatura.
c) La relación analítica entre las composiciones de equilibrio de la mezcla a la
presión de una atmósfera, tomando el valor medio de la volatilidad relativa.

12. DESTILACION FLASH (instantánea)
Ptambor
Ttambor
LÍQUIDO
Desarrolle los balances de materia y energía correspondientes

13. DESTILACION FLASH
Balance de materia general:
Balance para el componente más volátil:
Al despejar y, se obtiene la ecuación de operación:
Si definimos la fracción evaporada de la alimentación como f = V/F:
Si definimos la fracción de la alimentación en el líquido remanente como q = L/F:

14. Diagrama McCabe-Thiele
Destilación Instantánea – Línea de Operación
xe, ye
x=y=z

15. Corte de un tanque de separación instantánea (flasheo)

17. Tren de separación instantánea (flasheo)

18. Ejemplo 1.
Una mezcla de heptano y octano de composición 65 % mol de
heptano se somete a destilación flash a temperatura constante de
105 °C y presión constante de 700 mmHg. Determine:
a) Las composiciones del líquido y vapor en equilibrio.
b) El número de moles que quedan como líquido y los que pasan al
estado de vapor.

19. Ejemplo 2.
Una mezcla de hexano-heptano de composicióm 0.830 se somete a
destilación cerrada a 75 °C y a la presión de 780 mmHg.
Calcúlese:
a) La composición del líquido y la del vapor en el equilibrio.
b) El porcentaje de moles de la carga inicial que pasan al destilado.

20. EQUILIBRIO VAPOR LIQUIDO MULTICOMPONENTES
Ecuaciones de Equilibrio para cualquier componente:
Donde:
Para hidrocarburos ligeros, los valores aproximados de K se pueden determinar en los
nomogramas de DePriester (Perry et al)
Las gráficas han sido ajustada a la siguiente ecuación:
Donde T esta en °R y P en psia
Las constantes aT1, aT2, aT6, aP1, aP2 y aP3 se encuentran en tablas
La ecuación es válida en los siguientes rangos:
-70°C < T <200°C
101.3 kPa < P < 6000 kPa

22. DESTILACIÓN INSTANTÁNEA MULTICOMPONENTES
Balance de materia de cada componente (para C componentes):
Composición de componentes en fase líquida en función de la fracción vaporizada, f=V/F:
Composición de componentes en fase vapor en función de la fracción vaporizada, f=V/F:
Dado que se tiene que cumplir que Sxi = 1 y Syi = 1, al igualar las ecuaciones anteriores se
llega a:
Ecuación de Rachford-Rice

23. Una cámara de evaporación instantánea opera a 50 °C y 200 kPa
para separar 1000 kgmol/h de una alimentación que contiene 30%
mol de propano, 10% mol de n-butano, 15% mol de n-pentano y
45% mol de n-hexano. Determine las composiciones y los flujos de
los productos.
Componente
aT1
aT2
aT3
aP1
aP2
aP3
Propano
-970688.562
0
7.1506
-0.7698
0
6.9
n-butano
-1280557
0
7.95
-0.922
0
0
n-pentano
-1524891
0
7.33
-0.891
0
0
n-hexano
-1778901
0
6.967
-0.846
0
0