Tercer Parcial
3.1. Extracción líquido-líquido
Es un procesos químico empleado para separar una mezcla de líquidos aprovechando la diferencia de solubilidad de sus componentes entre dos líquidos inmiscibles o parcialmente miscibles.
La corriente de alimentación (F) es una solución que contiene al componente que se desea separar (soluto) y al componente con el que ingresa (acarreador).
La segunda entrada (S) es una corriente que contiene al solvente, que es el componente que extrae el soluto.
La corriente de salida de extracto se caracteriza por una alta concentración del solvente.
La corriente de salida de refinado se caracteriza por una alta concentración del acarreador y una baja concentración del solvente.
Selección del solvente
Los siguientes factores deben considerarse al seleccionar un solvente adecuado para una extracción.
Diseño del extractor
La tarea principal en el diseño de un extractor para un proceso de extracción líquido-líquido es la determinación del número de etapas necesarias para lograr la separación requerida.
Diagramas ternarios
Son diagramas que representan el equilibrio entre las distintas fases que se forman mediante tres componentes.
Son diagramas triangulares (triángulos equiláteros). Los vértices del triángulo representan compuestos puros, un punto sobre un lado correspondería a una mezcla binaria y un punto en el interior representaría una mezcla ternaria.
Los diagramas triangulares líquido-líquido presentan la denominada curva de binodal o de solubilidad. Una mezcla representada por un punto situado por encima de la curva binodal estará constituida por una sola fase. Por el contrario, a una mezcla situada por debajo de la curva binodal le corresponden dos fases. Las dos fases en equilibrio se encuentran ligadas por la recta de reparto.
Los siguientes factores deben considerarse al seleccionar un solvente adecuado para una extracción.
Diseño del extractor
La tarea principal en el diseño de un extractor para un proceso de extracción líquido-líquido es la determinación del número de etapas necesarias para lograr la separación requerida.
Diagramas ternarios
Son diagramas que representan el equilibrio entre las distintas fases que se forman mediante tres componentes.
Son diagramas triangulares (triángulos equiláteros). Los vértices del triángulo representan compuestos puros, un punto sobre un lado correspondería a una mezcla binaria y un punto en el interior representaría una mezcla ternaria.
Los diagramas triangulares líquido-líquido presentan la denominada curva de binodal o de solubilidad. Una mezcla representada por un punto situado por encima de la curva binodal estará constituida por una sola fase. Por el contrario, a una mezcla situada por debajo de la curva binodal le corresponden dos fases. Las dos fases en equilibrio se encuentran ligadas por la recta de reparto.
3.2. Método de Hunter-Nash
Considere un equipo con flujo
contracorriente, con N etapas de equilibrio para extracción líquido-líquido de
un sistema ternario operando bajo condiciones isotérmicas, continuas, y en
estado estable, a una presión tal suficiente para prevenir la vaporización.
Para cada etapa el extracto y el
refinado están en equilibrio con los 3 componentes
F, S, E y R son los flujos
másicos.
El siguiente vídeo explica el método.
Ejemplos
Tema: Diagramas ternarios y extracción corriente directa
Cinco kilogramos de una mezcla que contiene 30% por peso de acetona y 70% de agua se agregan a 3.5 kilogramos por peso de acetona y 80% de MIBK a 25°C. Emplee el diagrama triangular de fases para acetona-agua-MIBK para estimar la masa y la composición de cada fase de la mezcla resultante.
Tema: Diagramas ternarios y extracción corriente directa
Cinco kilogramos de una mezcla que contiene 30% por peso de acetona y 70% de agua se agregan a 3.5 kilogramos por peso de acetona y 80% de MIBK a 25°C. Emplee el diagrama triangular de fases para acetona-agua-MIBK para estimar la masa y la composición de cada fase de la mezcla resultante.
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