By UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD: INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA: INGENIERÍA QUÍMICA ASIGNATURA: CALCULO DE INGENIERIA QUIMICA II EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO ESTUDIANTES: ROJAS FIGUEROA KAREN VERA HERNANDEZ SARA YUPA CABADIANA KATHERINE CURSO ato SEMESTR 4 p GRUPO: 7 DOCENTE: ING. QCO.
JOSE VALDEZ DIAZ FECHA DE ENTREGA Y EXPOSICION: 11/02/201 6 Guayaquil – Resumen Ecuador A partir de este documento se estudiará el proceso de extracción liquido-l(quido en la cual se encuentra en operaciones unitarias de la facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Guayaquil dando así un ejemplo o simulación a los iferentes procesos encontrados en las diferentes industrias. La extracciones liquido-liquido se estableció que consistía nomenclatura. Palabras claves: Extracción procesos balances energía disoluciones absorción desorción.
Abstract From this document the process of liquid-liquid extraction which is in unit operations of the Faculty of Chemical Engineering at the University of Guayaquil thus giving an example or simulation to different processes found In be studied different industries. The liquid-liquid extractions was established which consisted of separation of the liquid constituent of a solution by contact with nother immiscible liquid which preferably dissolves one of the constituent of the original solution, leading to the appearance of two immiscible liquid layers of different densities.
The feed solution to be treated is known, while the liquid in contact with it would be named solvent. Its general foundation of extraction is to divide the liquid stock solution in two phases one Will be extracted and refined product. This process act reversibly, Will be spoken in this document explaining the different components and procedure of the team, making their balance sheet of matter and nergy with their respective nomenclature.
Keywords: Extraction processes balance Bibliografía 49 EXTRACCION Introducción La extracción liquido-liquido consiste en la separación de los constituyentes de una disolución liquida por contacto con otro liquido inmiscible que disuelve preferentemente a uno de los constituyentes de la disolución original, dando lugar a la aparición de dos capas liquidas inmiscibles de diferentes densidades. La disolución a tratar se denomina alimentación, recibiendo el nombre de disolvente el líquido que se pone en contacto con ella.
Después del contacto entre la alimentación y el disolvente se obtienen dos fases liquidas, denominadas: extracto (la más rica en disolvente) y refinado (la más pobre en disolvente). Separando el disolvente del extracto y del refinado se obtiene el producto extraído y el producto refinado. Como lo que se pretende en la extracción es dividir la disolución liquida original en producto extraído y en producto refinado, es fundamental la separación del disolvente añadido a la disolución.
De aquí que la recuperación del disolvente haya de poder efectuarse de modo sencillo y económico; generalmente se ealiza por destilación, evaporación o salinificación. Los procesos industriales en los que se aplica la desorción están el despojamiento de fracciones del petróleo (derivados), por medio de vapor recalentado que no se condensa en el despojador.
CAPITULO 1 ENUNCIADO DEL PROBLE 14 Planteamiento del proble al momento de aplicarlas. Estar interesados en el tema acerca de una de las operaciones unitarias como es la extracción. Justificación Una operación unitaria se define como un área del proceso o equipos donde se incorpora la materia prima y ocurre una unción determinada ya sean actividades básicas que forman parte del proceso.
Generalmente un proceso puede descomponerse de la siguiente manera: Materias primas Su finalidad es: reacciones químicas productos Modificar su masa o composición Modificar su nivel o cantidad de energía Modificar las condiciones de movimiento (velocidad) En una transferencia de materia cuando se ponen en contacto dos fases que tienen diferentes composiciones es posible que ocurra la transferencia de alguno de los componentes presentes de una fase hacia la otra y viceversa esto se trata cuando es en ase a la transferencia de masa.
Si se permite que estas dos fases permanezcan en contacto durante un tiempo suficiente, se alcanzara una condición de equilibrio bajo la cual no habría ya transferencia neta de componentes entre las dos fases. En las operaciones unitarias de transferencia de masa las dos fases tienen una miscibilidad limitada, de tal manera que en el equilibrio existen dos fases que pueden separarse una de otra. Objetivo General 1 Conocer todo sobre extracción liquido-líquido diferenciándola de otras fases según su fu y método de extracción. laborar ejercicios acerca de la extracciones Analizar y desarrollar preguntas de opción múltiple mediante la teoría 5 Compartir los conocimientos adquiridos con los compañeros de aula. Variables de extracción liquido-liquldo Independiente Equipo variable definición Escala de medición Equipo de medición Temperatura Es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella termómetro Densidad La relación de un peso de cualquier volumen de una substancia, al peso de un volumen igual de agua [g/cm3], [kg/L], [lb/ft3] Picnómetro Figura 1 -proceso fisico de separacion
En esta operación unitaria las corrientes que se puede obtener en el proceso son denominadas de la siguiente manera. alimetacion estracto refinado solvente Figura 2 Diagrama de proceso de extracción líquido – líquido Alimentación o Diluyente: solución a la cual se le va a extraer un componente determinado (soluto). Solvente o Disolvente: líquido que se coloca en contacto con la corriente de alimentación y extrae uno de los componentes (soluto). Extracto: producto rico en solvente y soluto, aunque contiene presencia del diluyente.
Residuo o Refinado: líquido residual de donde se separa el soluto es rico en líquido de alimentación aunque tiene presencia del soluto y solvente. FACTORES QUE AFECTAN A LA EXTRACCION La composición de la alimentación, se ve afectado directamente con el gradiente de concentracion La temperatura de operación, ya que puede desnaturalizar el principio activo, además afecta a parámetros como: viscosidad y solubilidad. La presión, ya que puede verse afectada por los esfuerzos cortantes. La velocidad de flujo, en flujo turbulento se mejora la extracción ya que hay más contacto entre las fases.
El grado deseado de separación, porque mientras más etapas ás costo. La elección del disolvente, a por los extractos. inmiscibles entre SD muy estables y no poder separar las fases en mucho tiempo, mientras que las espumas se forman por la inclusión de gases en el proceso. APLICACIONES. Industria bioquímica, separación de antibióticos y recuperación de proteínas de sustratos naturales. Extracción de metales como la recuperación del cobre de soluciones amoniacales, separaciones de metales poco usuales y de isótopos radiactivos en elementos combustibles gastados.
Industria química inorgánica, recuperar compuestos como: ?cido fosfórico, ácido bórico e hidróxido de sodio de soluciones acuosas. Recuperación de compuestos aromáticos como fenol, anilina o compuestos nitrogenados de las aguas de desecho. Recuperación de productos sensibles al calor. Recuperación de compuestos orgánicos del agua como formaldehido, ácido fórmico y ácido acético. CARACTERÍSTICAS DE UN BUEN SOLVENTE. Coeficiente de Distribución: se define como: K = concentración en disolvente 2 / concentración en disolvente 1).
Aunque no es necesario que este coeficiente sea mayor que la unidad, valores ayores son deseables, ya que implican que se requiere menos disolvente para llevar a cabo la operación. Selectividad: La efectividad de un disolvente a los efectos de separación de los componentes i, j de una cierta mezcla, vendrá expresada por el valor de la concentración relativa de los mismos en las fases extracto y refinado, es decir, por el valor de la relación: para que la separación sea posible esta selectividad debe ser distinta de uno, y cuanto más distinta de la unidad sea, más fácil será la separación.
De este parámetro dependerá el número de etapas necesarias para erá la separación. De este parámetro dependerá el número de etapas necesarias para una separación dada Insolubilidad del Solvente: mientras menor sea la solubilidad del solvente con el diluyente más fácil resultara la operación de extracción.
Recuperabilidad: Puesto que siempre habrá que recuperar el disolvente para su reutilización, y ordinariamente tal recuperación se realiza por rectificación, resultará indispensable que el solvente no forme azeótropos con los componentes del sistema y, a ser posible, que las volatilidades relativas de éstos respecto al olvente sean lo más alejadas posible. Densidad: Evidentemente, resulta indispensable que las densidades de las fases en equilibrio sean distintas para que sea viable la extracción. La operación se desarrollará más fácilmente cuanto mayor sea la diferencia de densidades.
Así pues se seleccionarán aquellos disolventes con densidad lo más distinta posible a la mezcla a extraer. Tensión Interfacial: Cuanto mayor sea la tensión superficial entre las fases extracto y refinado con mayor facilidad se fundirán sus emulsiones y con mayor dificultad se conseguirá su mutua ispersión. Reactividad y Corrosión: Los disolventes deben ser químicamente estables, es decir, inertes tanto respecto a los componentes del sistema, como respecto a los materiales de construcción de las instalaciones.
Viscosidad, presión de vapor, inflamabilidad, temperatura de congelación, costo y toxicidad: Todas estas propiedades deben tenerse en cuenta y deben ser lo más bajas posible, para facilitar el manejo y almacenamiento de los disolventes EQUILIBRIO LÍQUIDO – LÍQUIDO. La extracción supone el uso de almacenamiento de los disolventes EQUILIBRIO [QU DO – LIQUIDO. La extracción supone el uso de sistemas compuestos por tres sustancias cuando menos; aunque las fases insolubles son predominantemente muy distintas desde el punto de vista químico, en la mayoría de los casos los tres componentes aparecen en cierto grado en las dos fases. ) Regla de las fases: En general, un sistema líquido-líquido tiene tres componentes, A, By C, y dos fases en equilibrio. Sustituyendo en la regla de las fases, los grados de libertad son 3, y las variables son temperatura, presión y las cuatro concentraciones. (Hay cuatro concentraciones porque sólo es osible especificar desde las tres concentraciones de fracciones de masa de una fase. ) b) Coordenadas triangulares y datos de equilibrio: Las coordenadas triangulares equiláteras se usan con mucha frecuencia para representar los datos de equilibrio de un sistema de tres componentes, puesto que se tienen tres ejes.
Esto se muestra en la Figura 3. Cada uno de los tres vértices representa un componente puro, A, 3 0 C. El punto M representa una mezcla de A By C, la distancia perpendicular desde el punto M hasta la base AB representa a la fracción de masa XC de C en la mezcla en el punto M, la distancia la base CB es la fracción de masa XA de A, y la distancia a la base AC es la fracción de masa XB de B. De esta forma; XA + XB + XC = 0. 40 +0. 20+ 0. 40 = 1. 0 Figura 3: Diagrama Triangular.
En la Figura 4, se muestra un diagrama de fases común de un par de componentes Ay B parcialmente miscibles. Con respecto a la Figura 3, el líquido C se disuelve por completo en A o B. El líquido A es muy respecto a la Figura 3, el líquido C se disuelve por completo en A o B. El líquido A es muy poco soluble en By B es un poco soluble Figura 3 Diagrama triangular En la Figura 4, se muestra un diagrama de fases común de un par e componentes Ay B parcialmente miscibles. Con respecto a la Figura 3, el líquido C se disuelve por completo en A o B.
El líquido A es muy poco soluble en By Bes un poco soluble en A. La región de dos fases corresponde a la zona delineada por la curva envolvente. Una mezcla original de composición M se separa en dos fases a y b que están en la línea de unión de equilibrio que pasa a través del punto M. (Se muestran también otras de líneas de unión. ) Ambas fases son idénticas en el punto P, que se llama punto de Plait. Figura 4 Diagrama de fases liquido – liquido en los componentes A y B son parcialmente miscibles CÁLCULO DE OPERACIONES DE EXTRACCIÓN.
Empleo de diagramas ternarios para el cálculo de operaciones de Es habitual que en una sola etapa de extracción no se logre la separación deseada, por lo que es refinado puede someterse a sucesivas etapas de extracción. Figura 5 Diagramas De Equilibrio Ternario. EXTRACCION EN UNA SOLA E APA F estará constituido por el liquido A y el soluto disuelto C. XF fracción en peso de C en la alimentación. S disolvente, va a estar c el compuesto B 0 DF VS fracción en peso de C e. Si es puro VS=O
