MÉTODO GRÁFICO PARA LA DESTILACIÓN CONTINUA CON 1 SOLA EN EQUILIBRIO PARA MEZCLAS BINARIAS

Para el caso de mezclas binarias, el porcentaje de vaporización o condensación se puede determinar en una forma conveniente a partir de una construcción gráfica. Siguiendo métodos similares a los cálculos de las presiones de vapor con la Ley de Raoult y la Ley de Dalton para el equilibrio líquido-vapor de soluciones ideales, se prosigue a graficar el diagrama x-y y junto con una línea guía de 45° como la siguiente:

Figura a. Diagrama x-y

La destilación continua de una sola etapa se puede representar con el siguiente esquema:

Haciendo un balance de masa global

                                                            F= V + L 

Balance de masa por componente

                                                      F*zF = V*yi + L*xi

Juntando estas dos ecuaciones para eliminar L se obtiene

Donde

Ψ= V/F es la fracción vaporizada en la destilación.

Esta línea tiene de pendiente –(1-Ψ) /Ψ en coordenadas y-x. Cuando la ecuación anterior se resuelve con la condición x=y se obtiene que x=y=z.

Un método para obtener las composiciones x e y para las corrientes de salida en equilibrio en función de la fracción de vaporización (Ψ) consiste en hallar la intersección de la línea de operación con la curva de equilibrio.

Ejemplo: Supóngase que una alimentación con 60 moles% del componente más volátil entra en una cámara de flash (destilador) a 1 atm. Si la fracción de vaporización es de 0.5 (Ψ=0.5) determinar las composiciones del vapor y el líquido que salen de la cámara.

Sustituyendo en línea de operación:

Resulta que la pendiente de la es de -1. Entonces una recta de pendiente de -1 que pasa por zF=0.6 corta la curva de equilibrio como se muestra en la figura b. 

Figura b. Método gráfico para destilación continua de una etapa.

Se muestra en la gráfica que aproximadamente

y=0.77 y x=0.43

En la figura b. También se muestran valores de x e y correspondientes a otros valores de Ψ. Para Ψ=0, la alimentación está a su temperatura de ebullición; para Ψ=1, la alimentación está a su temperatura de rocío. Si en vez de Ψ lo que está especificada es la temperatura de flash, resulta más conveniente utilizar el diagrama T-x-y que un diagrama x-y