extractor liquido-liquido

Universidad Nacional del Callao
Facultad de Ingeniería Química
Escuela Profesional de Ingeniería Química
EXTRACTOR LIQUIDO-LIQUIDO
CURSO
:
Balance De Materia y Energía
GRUPO
:
02Q
PROFESOR
:
Ing. Jack Zavaleta
INTEGRANTES :
MENDOZA MURGADO, LUIS
042838-C
PUGA USUCACHI, ELBER
042779-G
TORRICO GARCES, JOSE LUIS
042783-D
2007
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INDICE
EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO
EXTRACTOR LIQUIDO-LIQUIDO………………………………………………..3
METODOS DE EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO……………………………...3
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Contacto sencillo……………………………………………………………...3
Contacto Múltiple……………………………………………………………..4
Contacto múltiple en contracorriente………………………………………….4
Contacto diferencial en contracorriente……………………………………….4
Extracción con reflujo…………………………………………………………5
EQUIPOS UTILIZADOS PARA EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO…………….5
APARATOS MEZCLADORES………………………………………………………..5
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Extractores anulares rotatorios…………………………………………………..6
Extractores de liquido rotatorios…………………………………………………7
COLUMNAS DE EXTRACCION………………………………………………………7
EXTRACTORES CENTRIFUGOS……………………………………………………8
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Extractor podbielniak…………………………………………………………9
Extractor luwesta……………………………………………………..............9
APLICACIONES DE LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO……………………10
REFINACION DEL PETROLEO…………………………………………………10
PROCESOS EN LA INDUSTRIA DE SUBPRODUCTOS DEL HORNO DE
COQUE……………………………………………………………………………….11
EXTRACCIÓN DE FITOSTEROLES………………………………………………11
REFERENCIAS………………………………………………………………….......12
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EXTRACCION LÍQUIDO-LÍQUIDO
La extracción líquido-líquido, consiste en poner una mezcla líquida en contacto
con un segundo líquido miscible, que selectivamente extrae uno o más de los
componentes de la mezcla. Se emplea en la refinación de aceites lubricantes y
de disolventes, en la extracción de productos que contienen azufre y en la
obtención de ceras parafínicas.
El líquido que se emplea para extraer parte de la mezcla debe ser insoluble
para los componentes primordiales. Después de poner en contacto el
disolvente y la mezcla se obtienen dos fases líquidas que reciben los nombres
de extracto y refinado.
EXTRACTOR LÍQUIDO-LÍQUIDO:
La unidad extractor calcula los balances de materia y de energía de un
extractor líquido-líquido. Permite hasta 5 alimentos y 6 extracciones de
productos(aparte del extracto y del refinado), y hasta 300 etapas de contacto.
Se considera que la “cabeza” de la columna es el extremo que produce el
producto más ligero (de menor punto de ebullición), y la “base”, el que produce
el más pesado (de mayor punto de ebullición). Las corrientes de alimentación
deben introducirse desde la cabeza hasta la base (es decir, desde la más
pesada hasta la más ligera), y los productos, en el siguiente orden: producto de
la cabeza, producto de la base, productos laterales desde el más ligero al más
pesado.
En esta unidad, en cada etapa hay dos fases líquidas, y no se considera la
existencia de una fase vapor. La fase ligera, de menor punto de ebullición,
asciende por la columna y la fase pesada desciende por ésta. A menos que se
especifique lo contrario se supone que las fases están en equilibrio. Se puede
especificar la eficacia de etapa.
METODOS DE EXTRACCION LÍQUIDO-LÍQUIDO:
La extracción puede ser llevada a cabo por alguno de los métodos que a
continuación se exponen.
1. Contacto sencillo: esta formado por
una unidad de extracción. En él, el
disolvente y la alimentación se
pones juntos en las cantidades que
se estimen convenientes y se
separan las dos fases formadas. En
la figura se da un esquema de este
método para el caso en que la capa
del extracto tiene una densidad
inferior a ala del refinado. Este
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sistema es poco usado prácticamente.
2. Contacto múltiple: Una mejora del proceso anterior consiste en dividir el
disolvente en varias partes y tratar la alimentación sucesivamente con
cada una de ellas. En la figura se representa una sistema de tres
unidades. La extracción del soluto es mas completa que en el caso
anterior y puede ser llevadas hasta los limites que se deseen
aumentando el numero de estadios. Este método es el corrientemente
usado en el laboratorio.
3. Contacto múltiple en contracorriente: El método está basado en poner la
alimentación, rica en soluto, en contacto con una disolución concentrada
de este, u los refinados `pobres en contacto con disoluciones tanto mas
diluidas cuanto menor es la concentración de aquellos.
4. Contacto
diferencial
en
contracorriente; El método esta
basado en la diferencia de
densidad de las dos fases que se
forman para conseguir la marcha
en contracorriente, la fase
menos densa se introduce por la
sección inferior de una columna
de torre y la mas pesada por la
parte superior.
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5. Extracción con reflujo: Cuando uno del os componentes de la
alimentación es parcialmente miscible con el disolvente, solamente él
puede ser obtenido puro, apareciendo en la otra fase una mezcla de los
dos componentes. El reflujo, que puede ser aplicado a una fase o alas
dos simultáneamente tiene por objeto colocara a la fase que se trate en
las condiciones mas favorables para una mejor separación del
componente a extraer.
EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO
1. APARATOS MEZCLADORES:
El equipo para la extracción líquido-liquido depende de la forma en que se
realice el proceso. Cuando el sistema está formado por estadios, hay dos fases
bien diferenciadas: mezcla íntima y separación posterior que a su vez
presentan aspectos diferentes según el proceso sea continuo o discontinuo.
Los aparatos mezcladores, que consisten generalmente en tanques con
dispositivos apropiados de agitación, deben proporcionar suficiente superficie
de contacto durante un tiempo adecuado para que tenga lugar la transferencia
de soluto.
De los diversos tipos de aparatos empleados en la mezcla de materiales, los
más utilizados en la extracción líquido-líquido son los agitadores y los
mezcladores.
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a) EXTRACTORES ANULARES ROTATORIOS:
Estos extractores, de los que se muestra uno esquemáticamente en la figura,
constan de un cilindro exterior estacionario, dentro del cual gira un cilindro
concéntrico. El contacto liquido-liquido ocurre en el espacio anular entre los
dos. Este es probablemente el tipo más simple de los extractores agitadores y
ha despertado interés en el campo de los procesos con energía atómica por su
sencillez y porque promete corto tiempo de residencia por etapa. Esto es
necesario en la extracción de soluciones muy radioactivas para reducir al
mínimo daños ala disolvente.
b) EXTRACTORES DE DISCO ROTATORIO:
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Este extractor, inventado en holanda se muestra en la figura. Fijados ala casco
de la torre hay varios “anillos estatores” horizontales, tabiques en forma de
anillo que dividen el extractor en varios pequeños compartimientos cada uno de
altura Hc. Una serie de discos, dispuestos en un eje central en cada
compartimiento, giran para proporcionar la agitación mecánica.
Como se muestra en la figura, el liquido ligero es el que se dispersa y la
principal interfase liquido-liquido está en la parte superior, pero también puede
dispersarse el liquido denso.
2. COLUMNAS DE EXTRACCIÓN:
El tipo más corriente de aparato es el de columna, cuya sección viene fijada por
los caudales que se deben manejar y cuya altura depende de la separación a
conseguir. Lo mismo que en rectificación y absorción, los tipos más importantes
de columnas son las de pulverización, de relleno y de platos. En la figura se
especifican detalladamente dichas columnas de extracción.
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3. EXTRACTORES CENTRÍFUGOS:
Los extractores centrífugos aumentan la turbulencia y el grado de contacto por
el empleo de elevadas velocidades de rotación.
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A. EXTRACTOR PODBIELNIAK:
Indiscutiblemente son los más importantes de esta categoría. La rotación es
entorno de un eje horizontal. El cuerpo del extractor es un tambor cilíndrico,
cuya construcción interior puede variar considerablemente. En los primeros
modelos, el tambor llevaba un pasaje de sección transversal rectangular y
arrollado en una espiral de treinta y tantas vueltas por la cual, los liquidos, en
las propias palabras del inventor “se deslizaban como dos serpientes que se
acarician con amor a contracorriente”. Los modelos últimos constan de cilindros
concéntricos, perforados con agujeros o hendiduras que sirven para el paso de
ambos líquidos.
B. EXTRACTOR LUWESTA:
Este extractor que gira en torno de un eje vertical, es una variante del invento
original de Coutor. Tiene tres etapas reales, de ordinario gira a 3800 r.p.m y su
capacidad de flujo se acerca a 1300 galones/hora. Se usa más extensamente
en Europa que en Estados Unidos, principalmente en la industria farmacéutica.
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APLICACIONES DE LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO:
REFINACION DEL PETROLEO:
Sin duda esta industria usa los extractores más grandes y en mayor número, la
mayor variedad de procesos de extracción y por tanto trata mayores cantidades
de sustancias de alimentación del extractor que ninguna otra.
La mayoría de los procesos de extracción en la industria del petróleo se
clasifican dentro de las siguientes categorías:
a) Endulzamiento de naftas ligeras o desulfuradas.
Separación de hidrocarburos en el tratamiento de aceites lubricantes del
petróleo.
b) Los que envuelven desulfuración de productos del petróleo
EXTRACCION DE FURFURAL DE ACEITES LUBRICANTES:
El furfural es uno de los disolventes que gozan de más estimación. Se usa a
temperatura relativamente alta en el intervalo de (65.50C a 1210C), lo que
permite el tratamiento de fracciones cerosas de viscosidad relativamente alta,
incluso incluso en torres con relleno, sin peligro de obturación de las torres. el
disolvente tiene el inconveniente de oxidarse fácilmente al aire y polimerizarse,
y por ello no es raro cubrirlo en los tanques de almacenamiento con gas de
chimenea y desairear la solución de alimentación para reducir al mínimo el
deterioro del disolvente.
DESASFALTADO DE PROPANO:
En este caso el propano es un disolvente de precipitación usado para
desfalcar, se dispone de el fácilmente y a precio bajo en todas las refinerías
comúnmente se usa a temperaturas por debajo de los 1210C con razones
disolvente/solución de alimentación relativamente altas y la alta volatilidad hace
fácil la recuperación del disolvente. Los extractos (aceite lubricante
desasfaltado) pueden enfriarse por evaporación del propano para
desparafinarlos antes de su separación.
DESULFURACION:
Los compuestos de azufre en aceite de petróleo comprenden sulfuro de
hidrogeno, disulfuro de carbono, mercaptanes y tiofenoles. Por lo general el
sulfuro de hidrogeno se separa por extracción con solución acuosa de NaOH,
que separa igualmente tiofenoles. Después de eliminar el H2S las gasolinas
pueden endulzarse por conversión de los mercaptanes a mercapturos. El
disolvente puede ser el NaOH acuoso, del cual se separan los mercaptanes por
despojo con vapor con vapor de agua para recuperar el álcali.
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PROCESOS EN LA INDUSTRIA DE SUBPRODUCTOS DEL HORNO DE
COQUE
En la operación del horno de coque para obtención de subproductos, el gas
desprendido durante la coquización se riega con agua y se enfría con lo que se
deposita una solución acuosa llamada agua amoniacal.
HIDROCARBUROS AROMATICOS:
El benceno, el tolueno y los xilenos son los subproductos tradicionales de la
industria de los hornos de coque. Tal como se obtiene primero están
contaminados por hidrocarburos olefinicos y parafínicos y por compuestos que
contiene el azufre como el tiofeno. Para competir con los hidrocarburos
aromáticos de alta pureza obtenidos del petróleo, la planta de coque moderna
hidrogena cataliticamente de manera selectiva hidrocarburos no aromáticos
insaturados y compuestos de azufre.
EXTRACCIÓN DE FITOSTEROLES
Los fitosteroles se obtienen de residuos del proceso Kraft, mediante extracción
líquido-líquido en equipos de contra-corriente. En la Unidad de Desarrollo
Tecnológico (UDT) se esta realizando la implementación de una planta piloto, a
modo de lograr el escalamiento del proceso a nivel industrial.
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REFERENCIAS:
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Robert E. Treybal
Ángel Vian - Joaquín Ocón
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Extracción en Fase Liquida.
Elementos de Ingeniería Química .
www.google.com
www.altavista.com
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