Transcript Clase Práctica 8 - Laboratorio de Operaciones Unitarias II

República Bolivariana de Venezuela
La Universidad del Zulia
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Química
Laboratorio de Operaciones Unitarias II
Practica # 8
Extracción líquido líquido
Autor: Ing. Alexis Manuel Faneite
Mejorado por:
Annybeth Fernández; Ana Nieto;
Daniel Paternina; Aidin Urribarri
Extracción líquido - líquido
Objetivo general
Estudiar el procesos de
extracción líquido-líquido
por etapas.
Extracción líquido - líquido
Objetivos específicos
1. Determinar el balance de masa
global y por componente para cada
etapa.
2. Determinar experimentalmente las
fracciones de soluto en el extracto y
la cantidad total de soluto extraído.
Extracción líquido - líquido
Objetivos específicos
3. Determinar la eficiencia de Murphree
para el extracto y el refinado de cada
etapa.
4. Representar gráficamente el proceso
en diagrama triangular.
Extracción líquido - líquido
Objetivos específicos
5. Diseñar una torre de destilación para recuperar el
soluto (ácido acético) estableciendo las siguientes
especificaciones:
 # de platos reales
 # de platos teóricos
 Eficiencia de los platos
 Platos de la alimentación
 Balance de masa y energía
 Temperaturas de las corrientes
 Relación de reflujo óptimo basado en el método
de Macabe- thiele y eficiencia de o´connel
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Miscibilidad
Se define como la facilidad con que dos o más
sustancias se mezclan en todas las proporciones
para formar una fase homogénea simple.
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Solubilidad
La solubilidad es una medida
de la capacidad de una
determinada sustancia para
disolverse en un líquido.
La polaridad determina si
una sustancia es soluble en
otra o no.
En
general,
la mayor
solubilidad
se
da
en
disoluciones
cuyas
moléculas
tienen
una
estructura similar a las del
disolvente.
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Extracción líquido - líquido
La extracción líquido-líquido es un proceso mediante
el cual se separan los componentes de una solución líquida
con un solvente, donde uno o más de esos componentes son
preferentemente solubles.
La alimentación y el solvente deben ser al menos
parcialmente miscibles o preferiblemente inmiscibles, para
que se formen dos fases líquidas insolubles:
Extracto (E)
Refinado (R)
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Alimentación: Mezcla inicial a separar.
Disolvente: Líquido con el cual se pone en contacto la
alimentación.
Refinado: Producto líquida de donde se separó el
soluto.
Extracto: Producto de la operación rica en disolvente.
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Coeficiente de Reparto o de Distribución:
Es la relación de la concentración del soluto en
el extracto versus la concentración del soluto
en el refinado.
Es el factor fundamental para aceptar la
extracción como proceso óptimo. A mayores
valores, la separación es más sencilla. Varía con
la temperatura. Tiene el mismo significado que
la volatilidad relativa en la destilación.
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Equipos de etapas discretas: Equipos de
extracción en los cuales los líquidos se
mezclan, se sedimentan y se separan las fases
insolubles.
Equipos de contacto continuo: La
alimentación, disolvente, extracto y refinado
son corrientes líquidas y dentro del equipo
existe un diferencial de concentración que
equivale a etapas teóricas
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Coordenadas triangulares
Una de las formas más
habituales de recoger los datos
de equilibrio en sistemas
ternarios son los diagramas
triangulares.
Los vértices del triángulo
representan compuestos puros,
un punto sobre un lado
correspondería a una mezcla
binaria y un punto en el
interior
del
triángulo
representaría
una
mezcla
ternaria.
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Coordenadas triangulares
El punto mezcla, M, es la suma de
F y S, por lo que se encontrará
situado sobre la recta que une F y S.
Para situar el punto M bastará con
resolver el balance de materia y
calcular su composición. Una vez
alcanzado
el
equilibrio,
la
composición de las corrientes de
refinado, R, y extracto, E, obtenidas
vendrá dado por los extremos de la
recta de reparto que pasa por el punto
mezcla.
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Coordenadas triangulares
La línea señalada representa
una segunda etapa del proceso.
análogamente a la primera
etapa se calcula la composición
de extracto y refinado de la
segunda etapa
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Extracción en varias etapas a
corriente cruzada
Esta es una ampliación de la extracción en una sola
etapa, en la cual el refinado se pone sucesivamente
en contacto con disolvente fresco; puede hacerse
continuamente o en lotes.
Extracción líquido - líquido
Fundamentos Teóricos
Características de un buen solvente
•Alta selectividad
•Fácil de regenerar
•Baja solubilidad con la
alimentación
•Diferencia importante
entre la densidad del
solvente y la de la
alimentación
•Tensión interfacial
moderada
•Baja viscosidad
•No debe ser muy corrosivo
•Baja inflamabilidad y
toxicidad
•Bajo costo y de fácil
disponibilidad
Extracción líquido - líquido
Justificación e importancia
Refinación de petróleo
Producción de aceites lubricantes
El objetivo es eliminar las
porciones del aceite que
forman lodos y barnices en el
servicio del aceite y las que
tienes
relaciones
de
viscosidad y temperatura
indeseable.
El furfural es un disolvente
que se usa a temperaturas
relativamente altas por lo
que permite el tratamiento
de fracciones ferosas de
viscosidad relativamente
alta.
Extracción líquido - líquido
Justificación e importancia
En la Refinería de Cardón perteneciente al
Complejo Refinador de Paraguana, se efectúa un
proceso de extracción liquida empleando como
disolvente furfural.
Extracción líquido - líquido
Justificación e importancia
¿Que son los asfaltenos?
Los asfaltenos del petróleo son hidrocarburos que presentan
una estructura molecular extremadamente compleja, los cuales
están conformados por diferentes proporciones de nitrógeno,
azufre y oxígeno.
¿Por que deben ser eliminados?
Estos compuestos ocasionan diversos problemas como el
bloqueo de tuberías de extracción y transporte de crudo,
reducción de su aprovechamiento económico y contaminación
de los ecosistemas.
Extracción líquido - líquido
Justificación e importancia
El circuito de lubricación de
motores de 4 tiempos
comienza en el carter en
donde se almacena y enfría el
aceite del motor en donde es
chupado por la bomba de
aceite.
Antes de lubricar cualquier
sector del motor hay que estar
seguro que aceite no este
sucio para evitar posibles
engranes,
Extracción líquido - líquido
Descripción del equipo
Embudo de decantación
previamente
ensamblado, material de
vidrio, con una perilla de
manipulación
manual
que permite la extracción
de los gases y la
separación
de
los
componentes de interés.
Extracción líquido - líquido
Procedimiento experimental
Se debe pesar 30 g de MIBK, así como 20 g de
ácido acético y 30 g de agua, todos en diferentes
vasos de precipitados previamente tarados con la
balanza.
Extracción líquido - líquido
Procedimiento experimental
Se vierte la disolución acuosa en
el embudo de decantación
(usamos un embudo para evitar
salpicaduras)
Se coloca la alimentación
(acido acético y MIBK)
Extracción líquido - líquido
Procedimiento experimental
Se agita bien asegurando
que esta cerrado el tapón y
la llave del embudo de
decantación
Es recomendable abrir de
vez en cuando la válvula del
embudo de manera que los
gases que se puedan formar
salgan
Extracción líquido - líquido
Procedimiento experimental
A continuación decantar
Se observa claramente dos
capas con distintos colores
que son la fase orgánica y la
acuosa
Extracción líquido - líquido
Procedimiento experimental
Se separan las 2 fases abriendo
la llave con cuidado y
depositando la fase orgánica en
un Erlenmeyer.
Quedando en el embudo de
decantación la fase acuosa
Extracción líquido - líquido
Procedimiento experimental
NaOH
Para
la
determinación
de
la
concentración de ácido acético en la fase
extracto, se peso el vaso con la fase
extracto, para así determinar su peso.
Se agregó fenolftaleina, y se procedió a
titular el extracto con una solución de
hidróxido de sodio al 0,01M, hasta
observarse un cambio de color a un
rosado ténue.
Rosado
(fenolftaleìna)
Finalmente se cálculo el soluto total
extraído, multiplicando el peso de cada
extracto por su composición.
Extracción líquido - líquido
Procedimiento experimental
Anotar los valores de
masa de extracto,
volumen y volumen
de NaOH gastado en
la tabla señalada
Extracción líquido - líquido
Seguridad, Higiene y ambiente
Implementos de protección personal
Guantes
Lentes
Bata
Extracción líquido - líquido
Seguridad, Higiene y ambiente
Ácido acético: Riesgos a la salud
Inhalación : irritación severa de la nariz
garganta y dificultad respiratoria.
y la
Ingestión: quemaduras e inflamación de la boca, el
abdomen y la garganta.
Piel: Es corrosivo, produce quemaduras, altamente
irritante genera enrojecimiento y dolor.
Ojos: puede causar quemaduras irreversibles en la
cornea. Vapores de acido acético o liquido pueden
causar irritación o lagrimeo.
Extracción líquido - líquido
Seguridad, Higiene y ambiente
Ácido acético: Primeros auxilios
Inhalación: trasladar al aire fresco.
Ingestión: no inducir el vómito, lavar la boca
con agua.
Piel: extraer la sustancia con un algodón
impregnado
de
polietilenglicol
400
posteriormente lavar la zona con agua y jabón.
Ojos: lavar con abundante agua, durante 15
min.
Extracción líquido - líquido
Seguridad, Higiene y ambiente
Metil etil cetona: Riesgos a la salud
Inhalación: los vapores son irritantes a las
membranas y mucosas del tracto respiratorio
superior.
Piel: el líquido irrita levemente la piel, en contacto
prolongado puede causar dermatitis.
Ojos: el líquido o altas concentraciones de vapor,
irritan severamente los ojos.
Ingestión: irrita el tracto
causando dolor abdominal,
sangramiento.
gastrointestinal,
vómitos y
Extracción líquido - líquido
Seguridad, Higiene y ambiente
Metil etil cetona: Primeros Auxilios
Inhalación: trasladar a la persona afectada al aire
fresco, y proporcionar oxigeno si es necesario.
Ojos: lavar de inmediato con abundante agua
manteniendo los parpados abiertos por lo menos
15 min.
Piel: lavar con agua y jabón.
Ingestión: no provocar el vómito: no dar líquidos
a la victima si se encuentra inconsciente.
Extracción líquido - líquido
Seguridad, Higiene y ambiente
No dejar residuos
No botar por el drenaje
Limpiar todo
Extracción líquido - líquido
Seguridad, Higiene y ambiente
Botar la basura
Ordenar todo
Lavar todo
Extracción líquido - líquido
Se abre el ciclo de preguntas
¡Gracias!