República Bolivariana de Venezuela La Universidad del Zulia Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Química Laborat

1. República Bolivariana de VenezuelaLa Universidad del ZuliaFacultad de IngenieríaEscuela de Ingeniería QuímicaLaboratorio de Operaciones Unitarias II Practica # 8 Extracción líquido líquido Autor: Ing. Alexis Manuel Faneite Mejorado por: Annybeth Fernández; Ana Nieto; Daniel Paternina; Aidin Urribarri

2. Extracción líquido - líquido Objetivo general Estudiar el procesos de extracción líquido-líquido por etapas.

3. Extracción líquido - líquido Objetivos específicos • Determinar el balance de masa global y por componente para cada etapa. • 2. Determinar experimentalmente las fracciones de soluto en el extracto y la cantidad total de soluto extraído.

4. Extracción líquido - líquido Objetivos específicos 3. Determinar la eficiencia de Murphree para el extracto y el refinado de cada etapa. 4. Representar gráficamente el proceso en diagrama triangular.

5. Extracción líquido - líquido Objetivos específicos 5. Diseñar una torre de destilación para recuperar el soluto (ácido acético) estableciendo las siguientes especificaciones: • # de platos reales • # de platos teóricos • Eficiencia de los platos • Platos de la alimentación • Balance de masa y energía • Temperaturas de las corrientes • Relación de reflujo óptimo basado en el método de Macabe- thiele y eficiencia de o´connel

6. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Miscibilidad Se define como la facilidad con que dos o más sustancias se mezclan en todas las proporciones para formar una fase homogénea simple.

7. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos La polaridad determina si una sustancia es soluble en otra o no. En general, la mayor solubilidad se da en disoluciones cuyas moléculas tienen una estructura similar a las del disolvente. Solubilidad La solubilidad es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en un líquido.

8. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Extracción líquido - líquido La extracción líquido-líquido es un proceso mediante el cual se separan los componentes de una solución líquida con un solvente, donde uno o más de esos componentes son preferentemente solubles. La alimentación y el solvente deben ser al menos parcialmente miscibles o preferiblemente inmiscibles, para que se formen dos fases líquidas insolubles: Extracto (E) Refinado (R)

9. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Alimentación: Mezcla inicial a separar. Disolvente: Líquido con el cual se pone en contacto la alimentación. Refinado: Producto líquida de donde se separó el soluto. Extracto: Producto de la operación rica en disolvente.

10. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Coeficiente de Reparto o de Distribución: Es la relación de la concentración del soluto en el extracto versus la concentración del soluto en el refinado. Es el factor fundamental para aceptar la extracción como proceso óptimo. A mayores valores, la separación es más sencilla. Varía con la temperatura. Tiene el mismo significado que la volatilidad relativa en la destilación.

11. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Equipos de etapas discretas: Equipos de extracción en los cuales los líquidos se mezclan, se sedimentan y se separan las fases insolubles. Equipos de contacto continuo: La alimentación, disolvente, extracto y refinado son corrientes líquidas y dentro del equipo existe un diferencial de concentración que equivale a etapas teóricas

12. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Coordenadas triangulares Una de las formas más habituales de recoger los datos de equilibrio en sistemas ternarios son los diagramas triangulares. Los vértices del triángulo representan compuestos puros, un punto sobre un lado correspondería a una mezcla binaria y un punto en el interior del triángulo representaría una mezcla ternaria.

13. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Coordenadas triangulares El punto mezcla, M, es la suma de F y S, por lo que se encontrará situado sobre la recta que une F y S. Para situar el punto M bastará con resolver el balance de materia y calcular su composición. Una vez alcanzado el equilibrio, la composición de las corrientes de refinado, R, y extracto, E, obtenidas vendrá dado por los extremos de la recta de reparto que pasa por el punto mezcla.

14. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Coordenadas triangulares La línea señalada representa una segunda etapa del proceso. análogamente a la primera etapa se calcula la composición de extracto y refinado de la segunda etapa

15. Extracción líquido - líquido Extracto compuesto E E E 1 2 3 y y y 2 3 1 Alimentación F R Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 R R 1 2 3 Refinado final x x x x 1 2 3 f S Disolvente 1 S S 2 3 y s y y s s Fundamentos Teóricos Extracción en varias etapas a corriente cruzada Esta es una ampliación de la extracción en una sola etapa, en la cual el refinado se pone sucesivamente en contacto con disolvente fresco; puede hacerse continuamente o en lotes.

16. Extracción líquido - líquido Fundamentos Teóricos Características de un buen solvente • Tensión interfacial moderada • Baja viscosidad • No debe ser muy corrosivo • Baja inflamabilidad y toxicidad • Bajo costo y de fácil disponibilidad • Alta selectividad • Fácil de regenerar • Baja solubilidad con la alimentación • Diferencia importante entre la densidad del solvente y la de la alimentación

17. Extracción líquido - líquido Justificación e importancia Refinación de petróleo Producción de aceites lubricantes El objetivo es eliminar las porciones del aceite que forman lodos y barnices en el servicio del aceite y las que tienes relaciones de viscosidad y temperatura indeseable. El furfural es un disolvente que se usa a temperaturas relativamente altas por lo que permite el tratamiento de fracciones ferosas de viscosidad relativamente alta.

18. Extracción líquido - líquido Justificación e importancia En la Refinería de Cardón perteneciente al Complejo Refinador de Paraguana, se efectúa un proceso de extracción liquida empleando como disolvente furfural.

19. Extracción líquido - líquido Justificación e importancia ¿Que son los asfaltenos? Los asfaltenos del petróleo son hidrocarburos que presentan una estructura molecular extremadamente compleja, los cuales están conformados por diferentes proporciones de nitrógeno, azufre y oxígeno. ¿Por que deben ser eliminados? Estos compuestos ocasionan diversos problemas como el bloqueo de tuberías de extracción y transporte de crudo, reducción de su aprovechamiento económico y contaminación de los ecosistemas.

20. Extracción líquido - líquido Justificación e importancia El circuito de lubricación de motores de 4 tiempos comienza en el carter en donde se almacena y enfría el aceite del motor en donde es chupado por la bomba de aceite. Antes de lubricar cualquier sector del motor hay que estar seguro que aceite no este sucio para evitar posibles engranes,

21. Extracción líquido - líquido Descripción del equipo Embudo de decantación previamente ensamblado, material de vidrio, con una perilla de manipulación manual que permite la extracción de los gases y la separación de los componentes de interés.

22. Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental Se debe pesar 30 g de MIBK, así como 20 g de ácido acético y 30 g de agua, todos en diferentes vasos de precipitados previamente tarados con la balanza.

23. Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental Se vierte la disolución acuosa en el embudo de decantación (usamos un embudo para evitar salpicaduras) Se coloca la alimentación (acido acético y MIBK)

24. Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental Se agita bien asegurando que esta cerrado el tapón y la llave del embudo de decantación Es recomendable abrir de vez en cuando la válvula del embudo de manera que los gases que se puedan formar salgan

25. Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental A continuación decantar Se observa claramente dos capas con distintos colores que son la fase orgánica y la acuosa

26. Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental Se separan las 2 fases abriendo la llave con cuidado y depositando la fase orgánica en un Erlenmeyer. Quedando en el embudo de decantación la fase acuosa

27. Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental Para la determinación de la concentración de ácido acético en la fase extracto, se peso el vaso con la fase extracto, para así determinar su peso. Se agregó fenolftaleina, y se procedió a titular el extracto con una solución de hidróxido de sodio al 0,01M, hasta observarse un cambio de color a un rosado ténue. NaOH Rosado (fenolftaleìna) Finalmente se cálculo el soluto total extraído, multiplicando el peso de cada extracto por su composición.

28. Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental Anotar los valores de masa de extracto, volumen y volumen de NaOH gastado en la tabla señalada

29. Extracción líquido - líquido Seguridad, Higiene y ambiente Implementos de protección personal Guantes Bata Lentes

30. Extracción líquido - líquido Seguridad, Higiene y ambiente Ácido acético: Riesgos a la salud Inhalación : irritación severa de la nariz y la garganta y dificultad respiratoria. Ingestión: quemaduras e inflamación de la boca, el abdomen y la garganta. Piel: Es corrosivo, produce quemaduras, altamente irritante genera enrojecimiento y dolor. Ojos: puede causar quemaduras irreversibles en la cornea. Vapores de acido acético o liquido pueden causar irritación o lagrimeo.

31. Extracción líquido - líquido Seguridad, Higiene y ambiente Ácido acético: Primeros auxilios Inhalación: trasladar al aire fresco. Ingestión: no inducir el vómito, lavar la boca con agua. Piel: extraer la sustancia con un algodón impregnado de polietilenglicol 400 posteriormente lavar la zona con agua y jabón. Ojos: lavar con abundante agua, durante 15 min.

32. Extracción líquido - líquido Seguridad, Higiene y ambiente Metil etil cetona: Riesgos a la salud Inhalación: los vapores son irritantes a las membranas y mucosas del tracto respiratorio superior. Piel: el líquido irrita levemente la piel, en contacto prolongado puede causar dermatitis. Ojos: el líquido o altas concentraciones de vapor, irritan severamente los ojos. Ingestión: irrita el tracto gastrointestinal, causando dolor abdominal, vómitos y sangramiento.

33. Extracción líquido - líquido Seguridad, Higiene y ambiente Metil etil cetona: Primeros Auxilios Inhalación: trasladar a la persona afectada al aire fresco, y proporcionar oxigeno si es necesario. Ojos: lavar de inmediato con abundante agua manteniendo los parpados abiertos por lo menos 15 min. Piel: lavar con agua y jabón. Ingestión: no provocar el vómito: no dar líquidos a la victima si se encuentra inconsciente.

34. Extracción líquido - líquido Seguridad, Higiene y ambiente No dejar residuos No botar por el drenaje Limpiar todo

35. Extracción líquido - líquido Seguridad, Higiene y ambiente Botar la basura Lavar todo Ordenar todo

36. Extracción líquido - líquido Se abre el ciclo de preguntas

37. ¡Gracias!