Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua Programa de Licenciatura en Ingeniería Química Asignación de Operaciones Unitarias II PRACTICA DE LABORATORIO “DESTILACION DE UNA MEZCLA DE ETANOL-AGUA AL 50% FRACCION MOL” Marco Teórico El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles, la finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. La destilación fraccionada es un proceso de vaporización y condensación sucesivas, mediante el cual se logra la separación de los componentes de una mezcla líquida. Una columna de destilación fraccionada proporciona una gran superficie para el intercambio de calor, en las condiciones de equilibrio, que se establece entre el vapor que asciende y el liquido (condensado) que desciende. Esto tiene como consecuencia una serie completa de evaporaciones y condensaciones parciales en toda la longitud de la columna de fraccionamiento. Cuando el condensado en algún punto de la columna toma calor del vapor, parte se evapora de nuevo y el vapor formando el más rico en el componente más volátil (el de menor ebullición). Al mismo tiempo, cuando el vapor cede calor al condensado, parte del mismo se condensa, siendo este condensado mas rico en el componente menos volátil (el de mayor punto de ebullición), bajo este panorama podemos decir que partiendo de la base de la columna, a medida que aumenta la altura aumenta el enriquecimiento del componente más volátil e inversamente con el componente menos volátil. También se establece a lo largo de la columna un gradiente de temperaturas que varían desde el punto de ebullición del componente X hasta el punto de ebullición del componente Y. Objetivo Evaluar el efecto del incremento de la temperatura de ebullición en la concentración del producto de cabeza y cola. Especificaciones del Desarrollo Experimental - - Construcción de Curva de Calibración: Preparar una curva de calibración con soluciones de % mol etanol (en H20) 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. Muestra: Preparar 8 L de una solución de 50% mol agua y 50% mol etanol. Calderín (Reboiler): Una vez preparada la solución se introduce 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 1 - formación de condensado del producto de cabeza en el recipiente de colección. Posteriormente se enciende la bomba de reflujo. Relación de Reflujo: Se operara a una relación de reflujo 1:1. Toma de muestras: Una vez alcanzadas las condiciones de operación estables en la columna de destilación, se tomarán muestras del producto de cabeza y cola cada 10 min hasta acumular 5 lecturas (50 min). Posteriormente incrementar la temperatura 2ºC hasta alcanzar condiciones estables y repetir el paso anterior. Finalmente incrementar la temperatura en el calderín de nuevo 2ºC y volver a tomar muestras como se describe en la parte superior. Registro de Resultados Apoyarse en la siguiente tabla para el registro de datos. Temperatura del Calderín: Composición del producto de cabeza (XD) Tiempo I: Tiempo II: Tiempo III: Tiempo IV: Tiempo V: Composición del producto de cola (XB) Tiempo I: Tiempo II: Tiempo III: Tiempo IV: Tiempo V: Temperatura en la parte superior de la columna: Temperatura en la parte inferior de la columna: Temperatura promedio de operación de columna: Entrega de Reporte Elaborar un reporte de la practica llevada acabo donde analicen los resultados obtenidos y puedan estructurar una sección de discusión de resultados que los llevara a una conclusión. Las secciones de resultados y discusión de resultados serán evaluadas intensamente lo cual afectará la calificación del reporte entregado. Notas: - Comenzar la practica estrictamente a las 9:00 am. - Estar dos integrantes por equipo mínimo durante la corrida del experimento. - Se recomienda preparar las soluciones para la curva de calibración y solución muestra con anterioridad a la practica para ahorrar tiempo. 2