¿Qué es la destilación multicomponente?
La destilación multicomponente es un proceso químico en el que una mezcla de compuestos volátiles se separa en función de sus puntos de ebullición. El proceso ocurre en una columna de destilación, un apilamiento vertical de bandejas o etapas sobre las cuales los componentes en sus fases líquidas y de vapor coexisten. A medida que la mezcla se mueve hacia arriba de la columna, los compuestos de ebullición altos se concentran en etapas más bajas, mientras que los compuestos de ebullición bajos se concentran en etapas más altas.
Las columnas de destilación utilizan principios básicos de las mezclas de equilibrio de vapor líquido. A medida que el calor se aplica a un líquido, la temperatura del líquido aumenta hasta que llegue al punto de ebullición (BP). En el BP, la energía adicional no causa un aumento de temperatura; Más bien, las moléculas lo usan para escapar de la fase líquida y convertirse en un gas.
La energía absorbida por la nueva molécula de gas ya no está disponible para calentar la siguiente molécula líquida. A medida que el líquido hierve, también se está enfriando por la ausencia de la energía manteniendo las moléculas de gas en una fase gaseosa. Esta enfriamiento CAUse algunas de las moléculas de gas para condensarse nuevamente en líquido, liberando la energía de la vaporización. La energía liberada puede recalentar el líquido. En condiciones de equilibrio, la tasa de vaporización es igual a la tasa de condensación.
En una columna de destilación multicomponente, se establece una mezcla de equilibrio en cada etapa. Hay una fuente constante de nueva energía suministrada al fondo de la columna. Este calor hace que algunas de las moléculas de fase gaseosa del compuesto más volátil en cada etapa, la que tiene la PA más baja, se eleva a la siguiente etapa. En esta etapa superior, la mezcla intentará volver a equilibrar. Las moléculas que vienen de abajo pueden tener una PA demasiado alta para vaporizar en esta etapa, por lo que se acumulan en la fase líquida.
Eventualmente, el líquido en cada etapa se concentra en uno o más de los componentes. Las corrientes laterales se pueden quitar en una o más etapas. Las corrientes líquidas se concentrarán en uno o más componentes, y pueden ser necesarios pasos de destilaciones adicionales.
El petróleo se destila típicamente en fracciones a través de la destilación multicomponente. Una fracción es una gama de compuestos similares con PA cercana que se puede tratar como un solo compuesto. La gasolina es un ejemplo. Se puede sacar un gas bajo de BP de la parte superior de la columna y no requerir un procesamiento adicional.
El diseño de una destilación multicomponente requiere cálculos complejos. Los parámetros de diseño de la columna incluyen especificar el número de etapas, la etapa de alimentación de la materia prima, las etapas en las que se eliminan las corrientes de producto y el calor necesario para conducir la columna. Los programas de computadora de destilación multicomponente especializados realizan estos cálculos, pero los ingenieros aún aprenden métodos de solución gráficas para comprender el proceso.