La destilacin es el proceso de separar, mediante evaporizacin y condensacin, los diferentes componentes lquidos, slidos disueltos en lquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullicin (temperaturas de ebullicin) de cada una de las sustancias ya que el punto de ebullicin es una propiedad intensiva de cada sustancia, es decir, no vara en funcin de la masa o el volumen, aunque s en funcin de la presin.

Procedimiento de destilacionEl proceso de la destilacin consiste en calentar un lquido hasta que sus componentes ms voltiles pasan a la fase de vapor y, a continuacin, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma lquida por medio de la condensacin. El objetivo principal de la destilacin es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales voltiles de los no voltiles. En la evaporacin y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos voltil; el componente ms voltil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilacin es obtener el componente ms voltil en forma pura. Por ejemplo, la eliminacin del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporacin, pero la eliminacin del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilacin, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos. Tipos: Destilacin simple Se usa para la separacin de lquidos con punto de ebullicin inferiores a 150 a presin atmosfrica de impurezas no voltiles o de otros lquidos miscibles que presenten un punto de ebullicin al menos 25 superior al primero de ellos. Para que la ebullicin sea homognea y no se produzcan proyecciones se introduce en el matraz un trozo de plato poroso Destilacin fraccionada Se usa para separar componentes lquidos que difieren de en menos de 25 en su punto de ebullicin. Cada uno de los componentes separados se les denomina fracciones. Es un montaje similar a la destilacin simple en el que se ha intercalado entre el matraz y la cabeza de destilacin una columna que puede ser tener distinto diseo (columna vigreux, de relleno...). Al calentar la mezcla el vapor se va enriqueciendo en el componente ms voltil, conforme asciende en la columna. Destilacin a vaco Es un montaje muy parecido a los otros procesos de destilacin con la salvedad de que el conjunto se conecta a una bomba de vaco o trompa de agua. En lugar de plato poroso se puede adaptar un capilar de vidrio u otro dispositivo semejante que mantenga la ebullicin homognea. Este montaje permite destilar lquidos a temperaturas ms bajas que en el caso anterior debido que la presin es menor que la atmosfrica con lo que se evita en muchos casos la descomposicin trmica de los materiales que se manipulan.

Destilacin azeotrpica En qumica, la destilacin azeotrpica es una de las tcnicas usadas para romper un azetropo en la destilacin. Una de las destilaciones ms comunes con un azetropo es la de la mezcla etanol-agua. Usando tcnicas normales de destilacin, el etanol solo puede ser purificado a aproximadamente el 95%. Una vez se encuentra en una concentracin de 95/5% etanol/agua, los coeficientes de actividad del agua y del etanol son iguales, entonces la concentracin del vapor de la mezcla tambin es de 95/5% etanol-agua, por lo tanto destilaciones posteriores son inefectivas. Algunos usos requieren concentraciones de alcohol mayores, por ejemplo cuando se usa como aditivo para la gasolina. Por lo tanto el azetropo 95/5% debe romperse para lograr una mayor concentracin.

Destilacin del petrleoLa destilacin del petrleo se realiza mediante las llamadas, torres de fraccionamiento. En esta, el petrleo asciende por la torre aumentando su temperatura, obtenindose los derivados de este en el siguiente orden:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Resduos slidos Aceites y lubricantes Gasleo y fuel Querosen Naftas Gasolinas Disolventes GLP (Gases licuados del petrleo)

Si hay un excedente de un derivado del petrleo de alto peso molecular, pueden romperse las cadenas de hidrocarburos para obtener hidrocarburos mas ligeros mediante un proceso denominado craqueo.

La destilacin fraccionada es un proceso fsico utilizado en qumica para separar mezclas (generalmente homogneas) de lquidos mediante el calor, y con un amplio intercambio calrico y msico entre vapores y lquidos. Se emplea cuando es necesario separar soluciones de sustancias con puntos de ebullicin distintos pero cercanos. Algunos de los ejemplos ms comunes son el petrleo, y la produccin de etanol. La principal diferencia que tiene con la destilacin simple es el uso de una columna de fraccionamiento. sta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el lquido condensado que desciende, por la utilizacin de diferentes "platos" (placas). Ello facilita el intercambio de calor entre los vapores (que ceden) y los lquidos (que reciben). Ese intercambio produce un intercambio de masa, donde los lquidos con menor punto de ebullicin se convierten en vapor, y los vapores de sustancias con mayor punto de ebullicin pasan al estado lquido.

Destilacin fraccionadaDestilacin fraccionadaEl petrleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separa en mezclas ms simples de hidrocarburos que tienen usos especficos, a este proceso se le conoce como destilacin fraccionada. El petrleo natural hirviente (unos 400 grados Celsius) se introduce a la parte baja de la torre, todas las sustancias que se evaporan a esa temperatura pasan como vapores a la cmara superior algo ms fra y en ella se condensan las fracciones ms pesadas que corresponden a los aceites lubricantes.De este proceso se obtienen las fracciones: Gases: metano, etano y gases licuados del petrleo (propano y butano) Bencina, ligrona o ter de petrleo Gasolina Queroseno Gasleo (ligero y pesado) Fuelleo Aceites lubricantes Asfalto Alquitrn La industria petroqumica elabora a partir del petrleo varios productos derivados, adems de combustibles, como plsticos, derivados del etileno, pesticidas, herbicidas, fertilizantes o fibras sintticas.

Este proceso, conocido como rectificacin o destilacin fraccionada, se utiliza mucho en la industria, no slo para mezclas simples de dos componentes (como alcohol y agua en los productos de fermentacin, u oxgeno y nitrgeno en el aire lquido), sino tambin para mezclas ms complejas como las que se encuentran en el alquitrn de hulla y en el petrleo. La columna fraccionadora que se usa con ms frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas estn dispuestas horizontalmente, separadas unos centmetros, y los vapores ascendentes suben por unas cpsulas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a travs del lquido. Las placas estn escalonadas de forma que el lquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y all fluye de derecha a izquierda. La interaccin entre el lquido y el vapor puede ser incompleta debido a que puede producirse espuma y arrastre de forma que parte del lquido sea transportado por el vapor a la placa superior. En este caso, pueden ser necesarias cinco placas para hacer el trabajo de cuatro placas tericas, que realizan cuatro destilaciones. Un equivalente barato de la torre de burbujeo es la llamada columna apilada, en la que el lquido fluye hacia abajo sobre una pila de anillos de barro o trocitos de tuberas de vidrio. La nica desventaja de la destilacin fraccionada es que una gran fraccin (ms o menos la mitad) del destilado condensado debe volver a la parte superior de la torre y eventualmente debe hervirse otra vez, con lo cual hay que suministrar ms calor. Por otra parte, el funcionamiento continuo permite grandes ahorros

de calor, porque el destilado que sale puede ser utilizado para precalentar el material que entra. Cuando la mezcla est formada por varios componentes, estos se extraen en distintos puntos a lo largo de la torre. Las torres de destilacin industrial para petrleo tienen a menudo 100 placas, con al menos diez fracciones diferentes que son extradas en los puntos adecuados. Se han utilizado torres de ms de 500 placas para separar istopos por destilacin.

ProcesoSe coloca la mezcla en un baln de vidrio. Al ser calentada, la sustancia de menor punto de ebullicin se evaporar primero , luego la otra sustancia se va a evaporar tambin. Sin embargo, para apoyarse en la punta de la columna de fraccionamiento, la primera sustancia se condensa de nuevo en el frasco, y la otra sustancia seguir subiendo hasta encontrar el condensador. El termmetro sirve para mantener una temperatura constante, un poco por encima del punto de ebullicin. Al final del proceso, el vaso contendr el lquido ms voltil y el baln de vidrio tendr el lquido menos voltil. La columna fraccionadora que se usa con ms frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas estn dispuestas horizontalmente, separadas unos centmetros, y los vapores ascendentes suben por unas cpsulas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a travs del lquido. Las placas estn escalonadas de forma que el lquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y all fluye de derecha a izquierda. La interaccin entre el lquido y el vapor puede ser incompleta debido a que se puede producir espuma y arrastre de forma que parte del lquido sea transportado por el vapor a la placa superior. En este caso, pueden ser necesarias cinco placas para hacer el trabajo de cuatro placas tericas, que realizan cuatro destilaciones. Un equivalente barato de la torre de burbujeo es la llamada columna apilada, en la que el lquido fluye hacia abajo sobre una pila de anillos de barro o trocitos de tuberas de vidrio.Los productos que se obtienen de la destilacin fraccionada del petrleo se detallan a continuacin: a) Gases ligeros del Petrleo: Los ms ligeros sn el metno y el etno. Debido a su licuacin, se queman en la misma refinera. El propno y el butano, gases que siguen a los anteriores en peso, sn actualmente separados, licuados y comprimidos en botellas de acero para su uso como combustibles. b) Esencias ligeras del Petrleo: Sn diversos tipos de gasolinas utilizadas como carburantes para los motores de vehculos, automviles, etc. c) Esencias especiales: Su punto de ebullicin s algo superior al de los productos anteriores.Se utilizan como disolventes de grasas, pinturas,

caucho, etc. d) Petrleo para alumbrado: ( Querosno ). Se usa como combustible en algunos motores, como los de los aviones. e) Gas-oil: Combustible muy empleado en los motores Diesel. f) Aceites Lubricantes: No sn fuertes de energa calorfica, pero s indispensables para el engrasado de todas las piezas mviles de los millones de mquinas que funcionan en el mundo. ) Fuel-oil: o productos semifluidos empleados como combustibles en hornos, locomotoras, etc., en lugar de carbn. h) Residuos Slidos: Ceras minerales,productos farmacuticos,alquitranes, betnes y plsticos para centenares de aplicaciones muy tiles.

Destilacin al vacoOtro mtodo para destilar sustancias a temperaturas por debajo de su punto normal de ebullicin es evacuar parcialmente el alambique. Por ejemplo, la anilina puede ser destilada a 100 C extrayendo el 93% del aire del alambique. Este mtodo es tan efectivo como la destilacin por vapor, pero ms caro. Cuanto mayor es el grado de vaco, menor es la temperatura de destilacin. Si la destilacin se efecta en un vaco prcticamente perfecto, el proceso se llama destilacin molecular. Este proceso se usa normalmente en la industria para purificar vitaminas y otros productos inestables. Se coloca la sustancia en una placa dentro de un espacio evacuado y se calienta. El condensador es una placa fra, colocada tan cerca de la primera como sea posible. La mayora del material pasa por el espacio entre las dos placas, y por lo tanto se pierde muy poco.Destilacin al vaco Las torres de destilacin al vaco proporcionan la presin reducida necesaria para evitar el craqueo trmico al destilar el residuo, o crudo reducido, que llega de la torre atmosfrica a mayores temperaturas. Los diseos internos de algunas torres de vaco se diferencian de los de las torres atmosfricas en que en lugar de platos se utiliza relleno al azar y pastillas separadoras de partculas areas. A veces se emplean tambin torres de mayor dimetro para reducir las velocidades. Una torre de vaco ordinaria de primera fase produce gasleos, material base para aceites lubricantes y residuos pesados para desasfaltacin de propano. Una torre de segunda fase, que trabaja con un nivel menor de vaco, destila el excedente de residuo de la torre atmosfrica que no se utiliza para procesado de lubricantes, y el residuo sobrante de la primera torre de vaco no utilizado para la desasfaltacin. Por lo comn, las torres de vaco se usan para separar productos de craqueo cataltico del residuo sobrante. Asimismo, los residuos de las torres de vaco pueden enviarse a un coquificador, utilizarse como material para lubricantes o asfalto, o desulfurarse y mezclarse para obtener fuel bajo en azufre.

Columnas de destilacin En las refineras hay muchas otras torres de destilacin ms pequeas, denominadas columnas, diseadas para separar productos especficos y exclusivos, todas las cuales trabajan segn los mismos principios que las torres atmosfricas. Por ejemplo, un despropanizador es una columna pequea diseada para separar el propano del isobutano y otros componentes ms pesados. Para separar el etilbenceno y el xileno se utiliza otra columna ms grande. Una torres pequeas de burbujeo, llamadas torres rectificadoras, utilizan vapor para eliminar vestigios de productos ligeros (gasolina) de corrientes de productos ms pesados. Las temperaturas, presiones y reflujo de control deben mantenerse dentro de los parmetros operacionales para evitar que se produzca craqueo trmico dentro de las torres de destilacin. Se utilizan sistemas de descarga dado que pueden producirse desviaciones de presin, temperatura o niveles de lquidos si fallan los dispositivos de control automtico. Se vigilan las operaciones para evitar la entrada de crudo en la carga de la unidad de reforma. Los crudos utilizados como materia prima contienen a veces cantidades apreciables de agua en suspensin que se separa al principio del proceso y que, junto con el agua procedente de la purga de vapor que queda en la torre, se deposita en el fondo de sta. Es posible que esta agua se caliente hasta alcanzar el punto de ebullicin, originando una explosin por vaporizacin instantnea al entrar en contacto con el aceite de la unidad. El intercambiador de precalentamiento, el horno de precalentamiento, el intercambiador de calor de residuos, la torre atmosfrica, el horno de vaco, la torre de vaco y la seccin superior de evaporacin sufren corrosin por efecto del cido clorhdrico (HCl), el cido sulfhdrico (H2S), el agua, los compuestos de azufre y los cidos orgnicos. Cuando se procesan crudos sulfurosos es posible que la corrosin sea intensa tanto en las torres atmosfricas como en las de vaco si la temperatura de las partes metlicas excede de 232 C, y en los tubos de los hornos. El H2S hmedo tambin produce grietas en el acero. Al procesar crudos con alto contenido de nitrgeno se forman, en los gases de combustin de los hornos, xidos de nitrgeno, que son corrosivos para el acero cuando se enfran a bajas temperaturas en presencia de agua. Se utilizan productos qumicos para controlar la corrosin por cido clorhdrico producida en las unidades de destilacin. Puede inyectarse amonaco en la corriente de la seccin superior antes de la condensacin inicial, y/o inyectarse con mucho cuidado una solucin alcalina en la alimentacin de petrleo crudo caliente. Si no se inyecta suficiente agua de lavado, se forman depsitos de cloruro de amonio y se produce una intensa corrosin. La destilacin atmosfrica y al vaco son procesos cerrados, por lo que las exposiciones son mnimas. Cuando se procesan crudos agrios (con alto contenido de azufre) se produce exposicin al cido sulfhdrico en el intercambiador y el horno de precalentamiento, la zona de destilacin instantnea y el sistema de evaporacin superior de la torre, el horno y la torre de vaco, y el intercambiador de calor de residuos. Todos los crudos de petrleo y los productos de destilacin contienen compuestos aromticos de alto punto de ebullicin, como los HAP cancergenos. La exposicin de corta duracin a altas concentraciones de vapor de nafta causa cefaleas, nuseas y mareos, y la de larga duracin, prdida del conocimiento. Las naftas aromticas contienen benceno, por lo que debe limitarse la exposicin a las mismas. Es posible que los productos de evaporacin del deshexanizador contengan grandes cantidades de hexano normal que afecten al sistema nervioso. En el intercambiador de precalentamiento, en zonas superiores de la torre y en productos de evaporacin a veces hay cloruro de hidrgeno. El agua residual contiene a veces sulfuros hidrosolubles en altas concentraciones y otros compuestos hidrosolubles, como amonaco, cloruros, fenol y mercaptano, dependiendo del crudo de partida y de los productos qumicos de tratamiento.

Unidad de Destilacin al VacoLas unidades de Vaco, estn diseadas para operar en condiciones termodinmicas adecuadas para destilar las fracciones pesadas del crudo, sin que se produzca la descomposicin trmica de los mismos. Para lograrlo se baja la presin de trabajo hasta alcanzar presiones absolutas de 20 mm Hg en

la zona de carga de la columna de destilacin. El Vaco es obtenido con eyectores de vapor. (ver figura N 4).

Figura 4: UNIDAD DE VACO En esta unidad, la energa necesaria para vaporizar el crudo reducido es suministrada totalmente en hornos, diseados para minimizar la perdida de carga (perdidas de presin) de modo de operar con la menor presin posible en los puntos donde se inicia la vaporizacin. La carga parcialmente vaporizada es enviada a la zona flash de la columna de destilacin, donde se produce una corriente ascendente de vapores y otra descendente de lquidos. En estas columnas el princpo de operacin es la condensacin de los vapores. La torre tiene caractersticas particulares, que la diferencian de las fracionadoras atmosfricas. Los dispositivos o elementos mecnicos para producir el contacto liquido vapor, son rellenos especiales (flexi rings, ubicados en lechos ordenados) que permiten incrementar la superficie de interface, favoreciendo la transferencia de masa (ver figura N' 5). El dimetro de la columna es diferente en zona de condensacin, respecto de la zona superior o inferior de la misma.

Figura 5: FLEXIRING que permite incrementar la superficie de Interfase La zona de condensacin o fraccionamiento tiene el mayor dimetro ya que las perdidas de carga deben ser despreciables para mantener el Vaco homogneo en la totalidad de la torre. La zona de cabeza es de dimetro menor ya que el caudal de vapores en esta zona es muy bajo debido a que los productos solo son obtenidos lateralmente y no por cabeza. El fondo de la columna tiene el menor dimetro, ya que se debe minimizar el tiempo de residencia del asfalto para evitar la descomposicin trmica y formacin de carbn en la torre. El primer corte lateral producido es el Gas Ol Liviano de Vaco, el cual es carga de la unidad de Isomax o FCC. Debido a las caractersticas del proceso Isomax (Hidrocracking) las especificaciones del productos son muy importantes, ya que se afecta fuertemente la performance de esa unidad si se daa el catalizador.

El segundo corte lateral es el Gas Ol Pesado de Vaco, este producto intercambia calor con el crudo de la unidad de Topping y es la carga por excelencia de las unidades de Cracking Cataltico Fluido. Como parametro de calidad fundamental, al corte se le controla el contenido de Carbn Conradson, (< 0.5 %). Este parmetro afecta directamente el balance de carbn y por ende el balance de calor de esas unidades, lo que modifica la performance de las mismas.El producto de fondo es residuo asfltico, que es enviado a las unidades de Cracking Trmico.