Fundamentos de la Destilación: Proceso, Leyes y Tipos de Columnas

¿Qué es la Destilación y Cuáles son sus Objetivos?

La destilación es un proceso que consiste en calentar una mezcla líquida hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor, para luego enfriar el vapor y recuperar dichos componentes en forma líquida mediante la condensación.

Su objetivo principal es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles.

¿Qué Establece la Ley de Raoult? ¿Cómo Varía la Presión Parcial de un Componente Según Esta Ley?

La Ley de Raoult establece que, a temperatura constante, la presión parcial de un componente de una mezcla es igual a su fracción molar multiplicada por la presión de vapor del mismo componente en estado puro a la temperatura considerada.

Según esta ley, la presión parcial de un componente varía linealmente desde cero hasta el valor de su presión de vapor puro a medida que su fracción molar varía de cero a la unidad.

¿Qué son las Columnas de Destilación y Cómo se Clasifican?

Las columnas de destilación son recipientes cilíndricos verticales que cuentan con una entrada para la corriente de alimentación a destilar en un punto específico, y una salida en la parte superior (cabeza) para extraer los vapores a condensar. Parte de estos vapores condensados pueden retornar a la columna como reflujo a través de otra entrada superior.

Para asegurar un contacto adecuado entre el vapor y el líquido (esencial para la transferencia de materia), se han diseñado varios tipos de columnas basados en dos criterios principales:

• Columnas de contacto continuo entre el vapor y el líquido (o columnas de relleno).
• Columnas de contacto por etapas (o columnas de platos/pisos).

¿Cuáles son las Diferencias entre la Destilación Simple y la Destilación Fraccionada?

En la destilación simple, no hay reflujo o retorno de una parte del producto (condensado) del componente más volátil hacia el recipiente donde se calienta y ebulle la alimentación.

En la destilación fraccionada, sí existe un reflujo de material en forma líquida. Este reflujo provoca una mayor diferencia de composiciones en el plato superior de la columna, lo que permite que el vapor que asciende por los anillos o platos de la columna se enriquezca significativamente con el material más volátil, obteniendo así un producto de alta concentración.

¿Qué son las Mezclas de Punto de Ebullición Constante (Azeótropos)? ¿Cómo se Destilan?

Las mezclas de punto de ebullición constante, también conocidas como azeótropos, son aquellas mezclas de componentes que, a una concentración específica, presentan la misma temperatura de ebullición. Esto significa que la composición del líquido es igual a la composición del vapor en equilibrio, lo que impide su separación por destilación convencional. Un ejemplo es la mezcla cloroformo-acetona. Para destilar estas mezclas, es necesario alterar las condiciones de equilibrio, por ejemplo, destilando a vacío. Al reducir la presión, los diagramas de equilibrio y los puntos de ebullición cambian, permitiendo la separación.