EQUIPAMIENTO DE DESTILACIÓN PARA REACTORES
- Destilación -
- Hidrodestilación -
- Rectificación -
INTRODUCCIÓN
En la práctica, los procesos de “reacción” y “destilación” se ejecutan consecutivamente en un mismo equipo, de modo que los materiales iniciales son sometidos a un proceso de reacción y generan los productos deseados, los cuales se separan a continuación en un proceso de destilación.
La combinación de grandes reactores agitados de acero esmaltado o acero inoxidable con accesorios de destilación fabricados de vidrio de borosilicato 3.3 es una solución idónea que lleva empleándose muchos años en las industrias química y farmacéutica. Como material inerte, exento de metal y altamente resistente a la corrosión, el vidrio de borosilicato 3.3 ocupa un lugar destacado sobre todo en la fabricación de productos muy refinados y de alto grado de pureza, como por ejemplo productos químicos finos, agentes fitoprotectores, vitaminas y productos farmacéuticos. Los recipientes de reacción de hasta 10.000 l (de acero inoxidable o esmaltado) están disponibles con una estructura de cabezal fabricada de vidrio de borosilicato 3.3 apta para reacciones y destilación/rectificación.
Existen accesorios de recipientes aptos para distintos procesos, tales como:
- Ebullición en reflujo
- Destilación
- Hidrodestilación
- Rectificación
Los equipos se utilizan a presión atmosférica o al vacío generalmente de modo discontinuo, pero también en régimen continuo.
Los accesorios de recipientes pueden conectarse de un modo flexible a través de un fuelle de PTFE directamente o colocarse lateralmente desplazados de la salida de vapor del reactor. Los accesorios de recipientes se montan en estructuras separadas situadas junto a los propios recipientes. La estructura puede ser adaptada de manera individual a las condiciones de espacio disponibles y deja el sitio necesario en la cubierta del recipiente para el agitador, la boca de llenado, las luces, el indicador de nivel, las válvulas de seguridad, etc. Como el vidrio de borosilicato 3.3 es transparente, el proceso puede ser comprobado visualmente en cualquier momento, lo que supone un aumento de la seguridad y la fiabilidad de la producción.
EJEMPLOS DE APLICACIÓN
Existen varios ejemplos de diseño para distintas aplicaciones:
- Ebullición en reflujo y destilación con intercambiador de serpentín
- Ebullición en reflujo y destilación con intercambiador de carcasa y tubos
- Destilación con separación de fases
- Destilación al vacío
- Rectificación
Ebullición en reflujo y destilación con intercambiador de serpentín
Este ejemplo muestra un accesorio de recipiente con condensación ascendente, es decir, el vapor se desplaza hacia arriba a través del intercambiador de calor W1 y a continuación se condensa. El condensado de flujo descendente sale del condensador W1 a su temperatura de ebullición. Dependiendo de la posición de apertura/cierre de la válvula situada encima de W2, el condensado será conducido de vuelta al reactor o será extraído.
El accesorio de recipiente puede equiparse con dispositivos de medición y control según los requisitos del proceso.
Generalmente basta con los siguientes instrumentos de medición:
- Termómetro (Pt100) - conducto de vapor
- Caudalímetro con display - flujo de destilado
- Manómetro con display - conducto de vapor
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Ebullición en reflujo y destilación con intercambiador de carcasa y tubos
El mismo proceso puede efectuarse con un intercambiador de carcasa y tubos. Estos pueden instalarse también en posición horizontal para reducir a un mínimo la altura necesaria. Además, las velocidades de transferencia térmica son más elevadas y los tamaños de los intercambiadores de carcasa y tubos pueden ser mayores, por lo que pueden utilizarse con recipientes más grandes a los empleados con intercambiadores de serpentín.
El accesorio de recipiente puede equiparse con dispositivos de medición y control según los requisitos del proceso. Generalmente bastan los siguientes instrumentos de medición:
- Termómetro (Pt100) - conducto de vapor
- Caudalímetro con display - flujo de destilado
- Manómetro con display - conducto de vapor
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Destilación con separación de fases
Además de los aparatos descritos anteriormente, esta configuración incluye un recipiente de separación de fases para el destilado. Tales configuraciones son utilizadas cuando el destilado forma dos fases como destilados, p. ej. durante la eliminación de agua durante la esterificación, en hidrodestilaciones o con azeótropos heterogéneos. El separador de fases permite el ajuste de la interfase y la extracción separada de las fases ligera y pesada. Tanto la fase ligera como la fase pesada pueden ser conducidas de vuelta al recipiente o ser extraídas selectivamente.
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Destilación al vacío
En esta configuración, los vapores acceden al condensador W1 y fluyen hacia abajo a través del intercambiador de calor W1. Al contrario que en la condensación ascendente, el principio de la condensación descendente hace que el condensado se escape a una temperatura inferior a su punto de ebullición. Esto es muy conveniente para las destilaciones al vacío, ya que reduce la cantidad de vapores que salen del condensador y permite que el enfriador de destilado W2 y el posenfriador (W3) utilizado a una temperatura más baja que W1 puedan ser más pequeños o incluso puedan suprimirse. El condensado puede ser extraído o bien enviarse de vuelta al reactor. Por supuesto, la ebullición en reflujo también es posible, aunque no es siempre conveniente debido a que el reflujo es enfriado bajo el punto de ebullición del destilado y provoca el enfriamiento del contenido del reactor. Por otra parte, esto puede ser ventajoso en caso de que sea necesario extraer el calor de la mezcla para controlar la reacción.
El sistema integra depósitos alternados adicionales para permitir la extracción del destilado durante la destilación al vacío.
El accesorio seleccionado puede equiparse con dispositivos de medición y control según las necesidades del cliente y los requisitos del proceso.
Por lo general se incluyen los siguientes instrumentos de medición:
- Termómetro (Pt100) - conducto de vapor
- Caudalímetro con display - flujo de destilado
- Manómetro con display - conducto de vapor
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Rectificación
Utilizando una columna de relleno C1 con un divisor de reflujo entre el condensador W1 y el reactor R1 es posible separar sustancias volátiles con puntos de ebullición próximos por un proceso de mutua rectificación. La altura y el tipo de dispositivos interiores de la columna se determinan con arreglo a la tarea de separación concreta y a la altura disponible. Para conservar la propiedad de resistencia universal a la corrosión, tales elementos están fabricados de vidrio de borosilicato 3.3 o PTFE. Ofrecemos una amplia gama de dispositivos interiores, tales como:
- Platos de caperuzas de borboteo
- Anillos Raschig
- Relleno estructurado DURAPACK®
- Alternativamente, dependiendo de los requisitos del proceso, también es posible utilizar otros tipos de relleno aleatorio o estructurado (metales, plásticos [PP, PVDF etc.], cerámicas, etc.).
El reflujo es alimentado a la columna por encima del paquete de relleno. El destilado extraído es enfriado por el enfriador de destilado (W2) situado a continuación y finalmente es recogido por los depósitos. La proporción entre el reflujo y la extracción de destilado requerida para la rectificación es ajustada mediante un divisor de reflujo controlado magnéticamente junto con un temporizador electrónico o un sistema de control de procesos.
En función de la altura disponible y de la capacidad de condensación necesaria, podrán utilizarse intercambiadores de carcasa y tubos o de serpentín.
El equipamiento estándar cubre la mayoría de aplicaciones:
- 3 medidores de temperatura (Pt100) - entrada/salida de conducto de vapor, flujo de destilado
- Medidor de caudal – flujo de destilado
- Manómetro - conducto de vapor
- Temporizador electrónico para la proporción de reflujo
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