¿Qué es la destilación extractiva?
La destilación fraccionada, comúnmente conocida como destilación o destilación simple, es un método común para separar compuestos volátiles basados en puntos de ebullición (BP). Algunas mezclas no son separables por destilación. En muchos de estos casos, se emplea destilación extractiva. En este proceso, se agrega un solvente de alto punto de ebullición a la alimentación, cambiando las volatilidades relativas de los compuestos de la mezcla de alimentación. El disolvente luego se recupera en una columna de destilación separada y se recicla.
La volatilidad, o la facilidad de convertir un líquido en gas, es una función del punto de ebullición. Si una sustancia hierve a una temperatura más alta que otra, entonces la sustancia de punto de ebullición más bajo tenderá a vaporizarse primero y condensarse en un punto más alto de la columna. La destilación fraccionada no separará las mezclas cuyos compuestos tengan BP similares, particularmente si sus estructuras químicas son similares.
Algunos compuestos líquidos forman una mezcla especial llamada azeótropo cuando están presentes en ciertas proporciones. Los azeótropos son mezclas de generalmente dos, pero a veces tres, compuestos separados que se comportan como si fueran un solo compuesto con un único punto de ebullición. Los azeótropos no pueden separarse en sus constituyentes por destilación fraccionada.
En los casos de volatilidades similares de compuestos o mezclas azeotrópicas, la destilación extractiva a menudo se convierte en una opción de proceso económica y efectiva. En una destilación extractiva, un disolvente entra en la columna de destilación por encima del punto de alimentación. El solvente utilizado es menos volátil que cualquiera de los compuestos a separar.
El diseño de una columna de destilación extractiva es a menudo sencillo. El solvente debe tener un punto de ebullición más alto que la sustancia menos volátil. La concentración de disolvente en toda la columna debe ser lo suficientemente alta como para tener volatilidades ampliamente separadas, pero lo suficientemente baja como para que no se formen dos fases. Dos fases dan como resultado dos capas de líquidos, como el aceite y el agua, que no se disolverán entre sí. El disolvente se puede introducir en la columna como vapor para evitar un cambio repentino de concentración de disolvente en el punto de alimentación.
Los ejemplos de destilación extractiva incluyen la separación de tolueno (BP 110.8 o C) del isooctano (BP 99.3 o C) usando fenol (BP 181.4 o C) como solvente. El vapor de la parte superior de la columna se condensa como isooctano relativamente puro. La mezcla de tolueno-fenol del fondo de la columna se separa por destilación simple; el fenol regresa a la primera columna y el tolueno se recoge como producto. El fenol, al ser menos volátil, mejoró la volatilidad del isooctano.