Cómo funciona la columna de destilación. .

La separación de la mezcla de dos componentes es la operación de destilación más sencilla. El equipo de destilación típico es un dispositivo de destilación continua (Figura 1), que incluye una torre de destilación, un hervidor, un condensador, etc. La torre de destilación proporciona un contacto de dos fases entre el vapor y el líquido para la transferencia de masa entre fases. El condensador ubicado en la parte superior de la torre condensa parcialmente el vapor y parte del condensado regresa al fondo de la torre como líquido de reflujo, mientras que el resto. el destilado es el producto superior. El hervidor ubicado en la parte inferior de la torre vaporiza parcialmente el líquido, el vapor asciende a lo largo de la torre y el líquido restante se utiliza como producto del fondo. La alimentación se agrega al centro de la torre. El líquido de la alimentación y el líquido de la sección superior de la torre caen juntos a lo largo de la torre. El vapor de la alimentación y el vapor de la sección inferior de la torre suben juntos a lo largo de la torre. En toda la torre de destilación, las fases de vapor y líquida entran en contacto entre sí en contracorriente para realizar la transferencia de masa entre fases. Los componentes volátiles en la fase líquida pasan a la fase de vapor y los componentes menos volátiles en la fase de vapor pasan a la fase líquida. Para un sistema que no forma un azeótropo, siempre que esté diseñado y operado adecuadamente, el destilado será un componente volátil de alta pureza y el producto del fondo será un componente menos volátil de alta pureza. La sección de la torre sobre el puerto de alimentación concentra aún más los componentes volátiles en el vapor ascendente, que se denomina sección de destilación; la sección de la torre debajo del puerto de alimentación extrae los componentes volátiles del líquido descendente, que se denomina sección de extracción. La combinación de las dos operaciones permite separar más completamente los dos componentes de la mezcla líquida y producir dos productos de la pureza requerida. Cuando la mezcla de n componentes se separa relativamente por completo para obtener n productos de un solo componente de alta pureza, se requieren n-1 torres.

La clave para la completa separación de mezclas líquidas mediante destilación reside en la aplicación de reflujo. El reflujo incluye tanto el componente líquido volátil de alta concentración en la parte superior de la torre como el vapor del componente menos volátil de alta concentración en la parte inferior de la torre que regresa a la torre. El reflujo de vapor y líquido forma dos fases de vapor y líquido en contacto a contracorriente, de modo que en ambos extremos de la torre se obtienen productos monocomponentes relativamente puros. La relación entre la cantidad de líquido que regresa a la torre desde la parte superior de la torre y la cantidad de producto en la parte superior de la torre se denomina relación de reflujo. Es un parámetro de control importante para la operación de destilación. efecto de separación y consumo de energía de la operación de destilación.