Extracción líquido-líquido: aplicaciones y tipos de torres de extracción

Resumen

El texto describe las aplicaciones industriales de la extracción líquido-líquido, como la refinación de aceites, la eliminación de compuestos azufrados de las gasolinas o la producción de farmacéuticos. Explica también los equipos básicos, como los tanques agitados, y los tipos de torres de extracción: de platos, rellenas y de rociado, comparando su eficacia.

Puntos clave

La extracción líquido-líquido se usa en la refinación de petróleo y aceites, en la eliminación de compuestos azufrados de gasolinas y en la industria farmacéutica.
Los equipos más sencillos son tanques mezcladores con agitación, que necesitan superficie de contacto suficiente y tiempo adecuado para la transferencia de soluto.
La superficie de contacto se logra dispersando una fase en la otra; el tamaño de gota debe limitarse para facilitar la sedimentación.
En las torres de extracción, las dos fases se mueven en contracorriente: la fase pesada entra por la cabeza y desciende, y la ligera entra por la base y asciende.
Las torres de platos (perforados y pantallas) dirigen el flujo del líquido; las torres rellenas aumentan la superficie de contacto mediante relleno.
Las torres de rociado son las más sencillas, pero su eficacia es relativamente baja por la recirculación y coalescencia, por lo que requieren mayor altura.

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En la industria del petróleo, se utiliza para la refinación de aceite y mejorar sus características de viscosidad. También en la recuperación de hidrocarburos aromáticos de parafinas y de hidrocarburos nafténicos.

Se emplea para eliminar los compuestos azufrados de las gasolinas, en la refinación de aceites vegetales, en la producción de productos farmacéuticos, etc.

Los equipos para la extracción líquido-líquido más sencillos constan de aparatos mezcladores, que consisten en tanques con dispositivos apropiados de agitación. Deben proporcionar suficiente superficie de contacto durante un tiempo adecuado para que tenga lugar la transferencia de soluto. La superficie debe ser conseguida por medio de la dispersión de una fase en la otra, y su magnitud depende del número de gotas formadas por unidad de volumen. No se debe sobrepasar un tamaño mínimo de las gotas para evitar dificultades en la posterior sedimentación. También puede separarse por centrifugación.

Torres de Extracción

Las torres de extracción operan con las dos fases en forma líquida, moviéndose en contracorriente. La fase pesada se introduce por la cabeza de la torre y la fase ligera por la base de la misma. La primera fluye hacia abajo y la segunda hacia arriba. Las torres de extracción pueden dividirse en:

Tipos de Torres de Extracción

Torres de platos
Los tipos más corrientes de torres de platos que se utilizan son los de platos perforados y los de platos pantallas. La construcción de los platos perforados es muy similar a las columnas del mismo tipo utilizados en la destilación. Los platos pantallas se caracterizan por el uso de pantallas horizontales para dirigir el flujo del líquido en zig-zag, tanto en el camino hacia arriba como hacia abajo de la torre.
Torres rellenas
Las torres rellenas se utilizan igual que para destilación. El uso del relleno tiende a aumentar la superficie de contacto entre las fases.
Torres de rociado
Es el tipo de torres de extracción más sencilla. Son torres vacías sin relleno ni platos o pantallas. Uno de los líquidos llena completamente la torre como una fase continua, mientras se dispersa la otra fase a través de ella por rociado. La efectividad del contacto entre las fases es relativamente baja, porque tiene lugar la recirculación de la fase continua y la coalescencia de las burbujas de la fase dispersa, necesitando grandes alturas para asegurar la equivalencia a la etapa teórica. Todo el equipo de extracción descrito utiliza la fuerza de gravedad para efectuar el movimiento y separación de las dos fases.

Preguntas frecuentes

¿Para qué se utiliza la extracción líquido-líquido en la industria?

Se emplea en la refinación de aceite para mejorar su viscosidad, en la recuperación de hidrocarburos aromáticos, en la eliminación de compuestos azufrados de las gasolinas, en la refinación de aceites vegetales y en la producción de productos farmacéuticos.

¿Cuáles son los tipos de torres de extracción líquido-líquido?

Se distinguen las torres de platos (perforados y pantallas), las torres rellenas y las torres de rociado. Las de platos y rellenas se usan como en la destilación; las de rociado son torres vacías y las más sencillas.

¿Por qué las torres de rociado son poco eficaces?

Tienen una baja efectividad de contacto entre fases porque se produce recirculación de la fase continua y coalescencia de las gotas de la fase dispersa, por lo que necesitan grandes alturas para equivaler a una etapa teórica.