PRINCIPIOS DE DESTILACION

1.- CONCEPTO:La destilación se puede definir como un proceso en el que se separa un líquido o una mezcla de vapor de dos o más sustancias en sus fracciones de sus componentes de la pureza deseada, mediante la aplicación y la eliminación de calor. La destilación se basa en el hecho de que el vapor de una mezcla de ebullición será más rica en los componentes que tienen un menor punto de ebullición. Por lo tanto, cuando el vapor se enfría y se condensa, el condensado contendrá componentes más volátiles. Al mismo tiempo, la mezcla original que contiene más de los materiales menos volátiles.

2.1.- Destilación Simple:

Es un proceso utilizado para la separación de líquidos (con puntos de ebullición < 150°C a presión atmosférica) de impurezas no volátiles, o bien separar mezclas de líquidos miscibles que difieren de su p.e. al menos en 25°C., es decir que su diferencia es significativa. Una aplicación para este tipo de destilación es la separación de agua del alcohol.

Se caracteriza porque no se establece ningún tipo de contacto entre el vapor generado por el líquido que hierve y un líquido cualquiera, de composición diferente a la del equilibrio; es decir, el vapor generado y el líquido en ebullición están en equilibrio.

2.- TIPOS DE DESTILACION

2.2.- Destilación por arrastre con vapor:Si dos líquidos insolubles se calientan, ninguno de los dos es afectado por la presencia del otro (mientras se les remueva para que el líquido más ligero no forme una capa impenetrable sobre el más pesado) y se evaporan en un grado determinado solamente por su propia volatilidad. Por lo tanto, dicha mezcla siempre hierve a una temperatura menor que la de cada componente por separado. El porcentaje de cada componente en el vapor sólo depende de su presión de vapor a esa temperatura. Este principio puede aplicarse a sustancias que podrían verse perjudicadas por el exceso de calor si fueran destiladas en la forma habitual.

2.3.- Destilación Fraccionada:La destilación fraccionada también llamada Rectificación, es una variante de la destilación simple que se emplea cuando es necesario separar compuestos de sustancias con puntos de ebullición distintos pero cercanos (diferencia de menos de 25ºC en su punto de ebullición). Algunos de los ejemplos más comunes son el petróleo, y la producción de etanol.

2.4.- Destilación al Vacío:

La destilación al vacío es la separación de líquidos con puntos de ebullición mayores a 150ºC y consiste en generar un vacío parcial dentro del sistema de destilación para destilar sustancias por debajo de su punto de ebullición normal. Este tipo de destilación se utiliza para purificar sustancias inestables por ejemplo las vitaminas.

Se puede trabajar a presiones menores ala atmosférica, lo que permite que los componentes hiervan a menores temperaturas.

2.5.- Destilación Azeotrópica:En química, la destilación azeotrópica es una de las técnicas usadas para romper un azeótropo en la destilación, donde se añade un tercer componente a una mezcla binaria de separación difícil, el tercer componente forma un azeotropo con uno de los componente a ser separados.Una de las destilaciones más comunes con un azeótropo es la de la mezcla etanol-agua. Usando técnicas normales de destilación, el etanol solo puede purificarse a aproximadamente el 95%.Una vez se encuentra en una concentración de 95/5% etanol/agua, los coeficientes de actividad del agua y del etanol son iguales, entonces la concentración del vapor de la mezcla también es de 95/5% etanol-agua, por lo tanto destilar de nuevo no es efectivo.

3.- Columna de Destilación:Es un depósito vertical, donde se realiza la separación de componentes líquidos. Los interiores de la columna están divididas por bandejas o platos que se utilizan para mejorar la separación de componentes, en este caso la destilación es por arrastre de vapor.Se necesita de una caldera para proporcionar el vapor de la evaporación necesaria para el proceso de destilación. Consta de un condensador para enfriar y condensar el vapor que sale de la parte superior de la columna. Una batería de reflujo para mantener el vapor condensado a partir de la parte superior de la columna para que el líquido (reflujo) pueda ser reciclados de nuevo a la columna. En cada bandeja se produce transferencia de masa, los vapores van hacia arriba de la columna y el líquido que va hacia abajo. Entre cada bandeja hay un bajante para la trayectoria de líquido a la siguiente bandeja. El vertedero de la bandeja mantiene el nivel requerido en la bandeja. El líquido en la parte inferior hace un sello para que los vapores fluyan a través de los agujeros de la bandeja y como liquido solo por el bajante.

4.- TIPOS DE PLATOS:Platos de campanas de barboteo: el más utilizado, las campanas están colocadas sobre unos conductos de subida � Platos perforados: su construcción es mucho más sencilla, requiriendo la perforación de pequeños agujeros en la bandeja. � Platos de válvulas: es un intermedio entre los de campanas de barboteo y los platos perforados. La construcción es similar a los de campanas, cada agujero tiene por encima una válvula que se eleva ante el paso del vapor.

5.- DESCRIPCION DEL PROCESO

La planta de destilación está diseñada para operar con la tecnología de destilación atmosférica. En este proceso la separación de los componentes se hace con el concepto de lograr un ahorro de energía por medio de la integración térmica / acoplamiento de columnas de destilación. En la planta de destilación de mezcla fermentada el alcohol se concentra hasta un 95-96% v / v de concentración. Esto luego se concentra en la planta de deshidratación para producir alcohol anhidro. La Planta de Destilación consiste en las siguientes Columnas de destilación:•Columna Mash (C-1401)•Columna Desgasificadora (C-1402)•Columna de rectificación (C-1461)•Columna de Agotamiento (C-1462)•Columna de aldehídos (C-1403)

COLUMNA DESGASIFICADORA (C-1402)

La principal función de la Columna Desgasificadora (C-1402) es despojar los gases disueltos en el mosto fermentado precalentado. La Columna desgasificadora es montada sobre la Columna Mash, parte de los vapores de la Columna Mash son alimentados a la columna desgasificadora utiliza para eliminar los gases disueltos (CO2) y compuestos de bajo punto de ebullición como aldehídos de la masa fermentada. El mosto fermentado precalentado es alimentado a la columna desgasificadora y los fondos de la Columna desgasificadora alimentan a la columna Mash a través del separador líquido vapor (S-1401). Los vapores de alcohol de la Columna se envían a la columna de aldehídos (C-1403). El mosto fermentado del tanque de retención Mash es precalentado en el precalentador del fermentador Mash (H-1402A / B) mediante el uso de vinaza del fondo de la columna Mash antes de alimentar a la Columna Desgasificadora en el otro lado del intercambiador de calor.

• COLUMNA MASH O DE MOSTO (C-1401)• • La función principal de la Columna Mash es quitar el alcohol del mosto

fermentado. La columna opera a presión atmosférica y todo el alcohol se concentra en la parte superior con un 40 - 44% v / v de concentración. Los fondos de la Columna Desgasificadora son alimentados la parte superior de la Columna Mash a través del Separador de gas. Esta columna es calentada por vapor directo. Los vapores de la parte superior de la Columna Mash son alimentados a la Columna Rectificadora (C-1461) y parte del vapor alimenta a la Columna Desgasificadora (C-1402). La vinaza de los fondos de la Columna Mash o de Mosto es enviada para su tratamiento a la Planta de Tratamiento de Efluentes. La concentración de alcohol en los vapores de la columna Mash varía con la concentración de alcohol en la alimentación del mosto fermentada. El vapor se suministra en forma controlada a través del termosifón del reboiler (H-1401A / B) del tanque flash de la columna Mash.

COLUMNA RECTIFICADORA (C-1461) • La columna rectificadora se utiliza principalmente para concentrar el alcohol a cerca del 95-96% v / v,

y separar las impurezas de bajo punto de ebullición de la columna. La columna rectificadora se opera a presión atmosférica. Los vapores provenientes de la parte superior de la columna Mash que contienen aproximadamente 44% de alcohol son alimentados en la parte inferior de la columna. Los vapores de alcohol hidratado se condensan en los condensadores del rectificador - I (H-1461) y parte del vapor se condensa en el condensador - II (H-1462) en forma de vapores condensados, donde los vapores no condensados son condensados en el condensador del rectificador III (H-1463) usando agua de enfriamiento. El condensado líquido del condensador alimenta al tanque de reflujo del rectificador. El líquido del tanque de reflujo del rectificador se bombea de nuevo a la parte superior de la columna como reflujo y parte del líquido se extrae como alcohol hidratado que se bombea a la sección de deshidratación a través de la bomba de reflujo del rectificador (P-1461 A / B). El alcohol hidratado antes de enviarlo al almacenamiento se enfría en el enfriador del rectificador de alcohol (H-1465) usando agua de enfriamiento.

• La acumulación de Aceite fusel en la columna se evita retirándolo por las corrientes laterales (aceite de fusel).

• El aceite fusel pesado (HFO) y aceite fusel ligero (LFO) se extraen del rectificador a un rate requerido, desde las bandejas adecuadas y se recogen en el tanque de aceite fusel (T-1464).

• Líquido de regeneración de la sección de deshidratación es alimentado a la columna rectificadora para recuperar el etanol del líquido. El nivel de los fondos de la rectificadora es controlado por LIC-650 201. El líquido etanol agua del fondo de la rectificadora se alimenta a la columna de agotamiento (C-1462) a través de la Bomba de fondos de la rectificadora (P-1465). Los vapores de la parte superior de la columna de agotamiento son recirculados al fondo de la columna rectificadora.

• COLUMNA DE AGOTAMIENTO (C-1462)• La función principal de la columna de agotamiento es recuperar el

alcohol de la corriente de alimentación.• La Columna de Agotamiento (C-1462) es operada a presión

atmosférica. Vapor a baja presión es proporcionado por el reboiler de agotamiento (H-1466), los vapores de la Columna de Agotamiento son alimentados al fondo de la Columna Rectificadora. El aceite Fusel de lavado, el líquido de los fondos de la Columna de Aldehído y los fondos de la Columna Rectificadora alimenta el tope de la Columna de Agotamiento. El nivel del fondo de la Columna de agotamiento es controlado por el controlador de nivel (LIC-650301). Parte de los fondos de la columna de agotamiento se envía al Tanque Flash de la Columna Mash a través de la P-1462A / B.

COLUMNA DE ALDEHIDO (C-1403) La función principal de la columna de aldehídos es eliminar las impurezas de bajo punto de ebullición y concentrar el alcohol. La Columna de aldehído (C-1403) es operada por debajo de la presión atmosférica.Los vapores de la Columna Desgasificadora (C-1402) son alimentados a la Columna de Aldehídos como una fuente de energía. Los vapores de la Columna de Aldehídos se condensan en los Condensadores de Aldehído (H-1403 y H 1404). El líquido del condensador regresa a la columna como reflujo y parte del condensado líquido se extrae como alcohol técnico y es bombeado al almacenamiento. Alcohol-agua en estado líquido desde el fondo de la Columna de Aldehídos alimenta a la Columna de Agotamiento (C-1462) por la bomba de fondos de la Columna de Aldehídos (P-1403A / B).