Separación de los componentes de la mezcla azeotrópica acetona–n-hexano mediante un proceso combinado: extracción líquido-líquido y destilación discontinua

Número: 
Autores/Authors: 
Jhoany Acosta Esquijarosa, Ivonne Rodríguez Donis, Lizt Lodeiro Prieto, Lauro Nuevas Paz.
Palabras Claves / Key words: 
acetona, n-hexano, extracción líquido-líquido, separación, acetone, n-hexane, liquid-liquid extraction, separation.
Resumen: 

La separación de mezclas azeotrópicas es una tarea muy usual en la industria química. La extracción con disolventes es una opción atractiva cuando la destilación no es una alternativa eficiente. En este trabajo se muestran los estudios realizados para la separación de la mezcla azeotrópica acetona–n-hexano utilizando un proceso híbrido. Primeramente, se realiza la separación de la acetona presente en la mezcla original por extracción líquido–líquido en flujo en paralelo. Posteriormente, la recuperación de la acetona y del disolvente se realiza por destilación. La selección del disolvente se lleva a cabo teniendo en cuenta varios criterios como la selectividad, la capacidad de extracción y la recuperabilidad. La factibilidad del esquema propuesto es validada por simulación utilizando los programas Super-Prog y ProSim Batch. Finalmente, las condiciones de operación obtenidas por simulación fueron corroboradas en una instalación experimental a escala de banco con la que se obtuvieron buenos resultados entre los valores conseguidos por simulación y los experimentales. Los resultados experimentales muestran que el 87, 9 % de n-hexano fue recuperado en la fase refinado en el proceso de extracción con disolventes. Por otra parte, la acetona fue obtenida como destilado con una pureza de 99,5 % y el etilenglicol fue recolectado con la misma pureza. Este agente extractor puede ser reusado en el próximo experimento y solamente el 0,35 % de etilenglicol debe ser adicionado como disolvente fresco.

Abstract: 

Separation of azeotropic mixtures is a task usually encountered in the fine chemicals industry. Solvent extraction is an attractive option when distillation is not an efficient alternative. In this paper are decribed basic studies for the separation of the azeotropic mixture acetone-n hexane by using a combined process. First, separation of acetone from the binary original mixture is performed by solvent extraction considering a counter-cross flow configuration. Then, the recovery of acetone and the solvent from the extracted phase is carried our by batch distillation. First, we deal with the choice of an adequate extractor solvent taking into account several criteria such as selectivity, capability and recoverability. Then, we validate the feasibility of the flowsheet via simulation by using the commercial softwares Super-Prog and ProSim Batch. Finally, the operating conditions obtained by simulation were corroborated in an experimental bench installation and an adequate agreement was obtained between calculated and experimental values. The experimental results show that the 87. 9 % of n-hexane was recovered in the raffinate phase of the solvent extraction process. On the other hand, acetone was obtained as a distillate with a molar purity of 99. 5 % and the ethylenglicol was recovered with the same value of purity. Ethylenglicol can be reused in the next batch process and only 0. 35 % of ethylenglicol has to be added as a fresh solvent.

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