MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Destilação
Giovanna Borges e Victor Garcia
Processos Químicos II
Professora: Ana Maria Furtado
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
O QUE É A DESTILAÇÃO?
UMA FORMA SIMPLES DE
VISUALIZAR...
SÓLIDO-LÍQUIDO
A Destilação é um método de
separação onde uma mistura
HOMOGÊNEA (líquida ou vapor) é
separada por fornecimento ou
remoção de calor, para obter
duas ou mais substâncias.
LÍQUIDO-LÍQUIDO
DEMONSTRAÇÃO
ETAPAS DA DESTILAÇÃO
CORRENTE DE
REFLUXO
Opera em pressão reduzida
para permitir que derivados
pesados resultantes consigam
também ser separados.
parte dos produtos de topo
podem retornar misturando-se à
alimentação, com objetivo de
controlar a temperatura de
saída de vapor
PRÉ AQUECIMENTO
DESTILAÇÃO FLASH
O aquecimento é necessário
para que o processo ocorra mais
rapidamente, de maneira que a
mistura possa ser separada
posteriormente através dos
pontos de ebulição e densidade
dos componentes
Faz pré separação de compostos
com pontos de ebulição bem
distintos, mas retirando somente
as frações mais leves e moléculas
menores
DESTILAÇÃO À
VÁCUO
SEPARAÇÃO DAS
FRAÇÕES REQUERIDAS
Resíduo da destilação flash
pode ser utilizado como
alimentação. Ela é necessária
para separar as cadeias
carbônicas maiores resultantes
Aproveitamento de todos os
produtos de interesse e subprodutos
(sem valor comercial) gerados a
partir da destilação.
DESTILAÇÃO
FRACIONADA
União dos dois processos em um,
separando os componentes por
densidade a partir dos pratos.
Aplicações
PURIFICAÇÃO DA
ÁGUA
Ex: Obtenção de água pura por meio da
dessalinização da água do mar por Destilação Flash.
PRODUÇÃO DE
BEBIDAS ALCOÓLICAS
REFINO DO PETRÓLEO
Separação das diferentes frações priovenientes do
petróleo para produção de combustíveis como nafta,
querosene, diesel,... Pode ser feita por destilação
flash e posteriormente destilação à vácuo, ou então
por destilação fracionada.
EXTRAÇÃO DE ÓLEOS
ESSENCIAIS
Normalmente feita por destilação à vácuo ou até
mesmo destilação de laboratório.
Tipos de equipamentos
Torre de destilação com pratos:
Utiliza diferentes pressões
e temperaturas.
Bom desempenho em alto
carregamento de líquido
e vapor.
Apresenta maior pressão
que a torre com recheios.
Alta resistência a
corrosão.
Tipos de equipamentos
Torre de destilação com recheio:
Funciona bem em
baixas pressões.
Menor formação de
espuma.
Fornece grande área de
transferência de massa
Auxiliares do processo
Condensadores:
Todo condensador apresenta três
fases: redução da temperatura,
liquefação e resfriamento.
Cobre, latão, alumínio,
carbono e aço inoxidável.
aço
Auxiliares do processo
Refervedores:
Estão localizados na parte
inferior da torre.
Podem ser externos ou internos
TIPOS DE DESTILAÇÃO
1. Destilação Flash
2. Destilação em Flash em Etapas
3. Destilação à Vácuo
4. Destilação Fracionada
Caso mais simples de destilação industrial;
DESTILAÇÃO
FLASH
Processo de separação de misturas líquidas ;
Ocorre em somente um estágio, sem "pratos";
Corrente de alimentação é previamente aquecida e
posteriormente despressurizada, dando origem as correntes
de líquido e vapor;
Normalmente usada para separação prévia, porém não tão
efetiva, com baixo grau, visando mais um primeiro tratamento
da mistura;
Pode ser usada em série, em mais estágios para melhor
separação;
Mais utilizada para separar componentes de pontos de
ebulição bem distintos;
Precisa da despressurização após alimentação que vai fazer
comque ocorra a evaporação parcial da mistura;
DESTILAÇÃO
FLASH EM ETAPAS
corrente de topo
corrente de fundo
Também chamada de destilação flash em estágios;
Separação mais eficiente;
Monitoramento da composição;
Divisão da corrente alimentada em duas colunas;
distintas, uma trabalhando mais voltada para separação
da fase vapor, outra mais voltada para fase líquida;
Maior grau de pureza do destilado e obtenção do
produto de interesse;
Enriquecimento progressivo da fase vapor do composto
mais volátil e da fase líquida do composto menos volátil;
DESTILAÇÃO
FLASH EM ETAPAS
Dessalinização da água
DESTILAÇÃO
ATMOSFÉRICA
&
DESTILAÇÃO À
VÁCUO
É realizada por meio da redução da
pressão atmosférica sobre o líquido
visto que a temperatura de ebulição de
um líquido é atingida quando a pressão
de vapor se iguala a pressão externa;
Mais utilizada em misturas de
compostos com pontos de ebulição
bem elevados;
Ótima opção para destilar substâncias cujo
fracionamento cria derivados indesejados,
como, por exemplo, derivados poluentes;
A realização da destilação à vácuo permite
um tratamento mais suave de compostos
sensíveis ao calor;
Impede a polimerização, fracionamento
térmico ou outra forma de degradação do
produto;
Na indústria do petróleo, serve para separar
os componentes mais pesados após a
realização de uma destilação mais simples,
objetivando maior separação de resíduos;
DESTILAÇÃO
FRACIONADA
Consiste no aquecimento de uma mistura de líquidos com diferentes
pontos de ebulição;
Ocorre craqueamento das ligações para separar compostos, como
por exemplos ligações C-C provenientes do petróleo ao serem
separadas em uma refinaria;
Os pratos auxiliam na separação dos componentes e a partir do
aquecimento, o vapor do líquido menos denso tende a sair pelo topo
promovendo, sucessivamente, o enriquecimento nos componentes
mais voláteis, que sobem na coluna, e nos componentes menos
voláteis que descem na coluna.
O condensador no topo da coluna condensa o vapor proveniente da
coluna, sendo parte do condensado, designado para refluxo, sendo
reenviado para o prato superior.
Na base da coluna encontra-se um refervedor que vaporiza parte da
corrente de líquido da base, para o prato inferior, onde entra sob a
forma de vapor.
COMO O PROCESSO FUNCIONA?
REPRESENTAÇÃO
DAS TORRES DE DESTILAÇÃO EM PFDS
CUIDADOS
OPERACIONAIS
Manter sempre um fluxo adequado de água para não
superaquecer e queimar a resistência quando estiver em
operação.
Substituir os elementos filtrantes conforme a necessidade
visto que o acúmulo de partículas nos elementos filtrantes
pode danificar todo o processo e acarretar na má separação
dos compostos. Ele pode ser observado através da mudança
de cor dos elementos. A substituição é necessária quando o
elemento filtrante adquire cor amarela ou marrom.
A saída de vapor e a parte superior do sistema nivelador
devem permanecer cobertas com papel alumínio para evitar
a entrada de poeira no destilador.
Regras Heurísticas
Remover logo os componentes
mais corrosivos.
Fazer a separação mais fácil
primeiro.
Remover primeiro o produto de
maior calor de vaporização.
Limite de altura da torre de 53
metros.
Parâmetros do processo
Composições do produto
Vazões do produto
Pressão operacional
Número total de bandejas
Taxa de refluxo
Altura da coluna
Diâmetro da coluna
Remoção de calor do condensador
Entrada de calor do refervedor
Vantagens e Desvantagens
Destilação Fraccionada
Separação muito melhor
entre líquidos.
Pode purificar mais
facilmente misturas
complexas.
Configuração mais
complicada.
Leva mais tempo para os
líquidos destilarem.
Consome mais energia.
Destilação Flash
Configuração mais simples.
Tempo de destilação mais
rápido.
Consome menos energia.
Os líquidos precisam ter
grandes diferenças nos seus
pontos de ebulição.
Funciona bem somente com
líquidos puros.
Destilação a Vácuo
Poucas impurezas.
O ponto de ebulição das
substâncias a serem
separadas é menor.
Formação persistente de
espuma.
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