Calculo de una torre de destilacion

Cálculos para el Diseño de una Torre de Destilación
Datos
Alimentación: 45, 000 kg/h
Composición de la alimentación: 35% peso benceno
Composición del destilado: 96% peso benceno
Composición en la cola: 5% peso benceno
Temperatura de entrada: 115˚C
RD = 1.5 (RDM)

* Obtención de las fracciones molares

XF= 35783578+65112=0.44

XD=96789678+4112=0.97

XB=578578+95112=0.07

*Calculo del peso en moles de la mezcla de alimentación

p.m.mezcla=p.m.1x1+p.m.2x2
p.m.mezcla=78kgkgmol0.4360+112kgkgmol0.5640
p.m.mezcla= 97.176kgkgmol

45000kghkgmol97.176 kg=463.0773kgmolh

* Balance de materia por componente y total

F=D+B → D=463.0773kgmolh- B
xFF=xDD+xBB

0.4360463.0773kgmolh=0.9718463.0773kgmolh- B+0.0703B

201.9017kgmolh=450.0185kgmolh- 0.9718B+0.0703B

-248.1168kgmolh= -0.9015B
B=275.2266kgmolh

D=463.0773kgmolh- 275.2266kgmolh

D=187.8507kgmolh

Método de McCabe-Thiele para destilación de mezclas binarias

* Ecuación para la línea de alimentación
* El valor de q se obtuvo directamente de la grafica temperatura, composición

y=-q1-qx+xF1-q

y=-0.181-0.18x+0.441-0.18

y=-0.22x+0.54

* Línea deoperación para la sección de rectificación
* Primero se tiene que obtener el valor de RDM para finalmente obtener el valor de RD y así utilizarlo para la obtención de la línea de operación de la sección de rectificación. Los valores de y’ y x’ se obtienen directamente de la grafica composición, composición.

RDM=xD-y'y'-x'=0.97-0.50.5-0.19=1.52

RD=1.5RDM→ RD=1.51.52=2.28

y=RDRD+1x+xDRD+1y=2.282.28+1x+0.972.28+1

y=0.70x+0.30

Las siguientes tablas se utilizaron para hacer las graficas temperatura-composición y la de composición-composición.

Coeficientes de Antoine; P= [mmHg], T=[˚C]Log (P)= A – (B/T+C) |
| A | B | C |
Benceno | 6.90565 | 1211.033 | 220.790 |
Clorobenceno | 6.97810 | 1431.050 | 217.560 |

X1 | Y1 | Temperatura | P1sat | P2sat |
-0.002728774 |-0.0106692 | 132 | 2971.51539 | 766.018302 |
0.016277267 | 0.06083794 | 130 | 2840.57725 | 725.57352 |
0.067458743 | 0.22475653 | 125 | 2532.13977 | 631.805864 |
0.124637842 | 0.36892686 | 120 | 2249.59296 | 547.905326 |
0.188935357 | 0.49509624 | 115 | 1991.54433 | 473.115015 |
0.26171629 | 0.60491388 | 110 | 1756.6142 | 406.707399 |
0.344651193 | 0.69993179 | 105 | 1543.4392 |347.985431 |
0.439794983 | 0.7816059 | 100 | 1350.67589 | 296.283528 |
0.549688819 | 0.85129752 | 95 | 1177.00432 | 250.968415 |
0.677492617 | 0.91027513 | 90 | 1021.13157 | 211.439804 |
0.827158511 | 0.95971636 | 85 | 881.795231 | 177.130905 |
1.003659457 | 1.00071027 | 80 | 757.766787 | 147.508769 |

Las siguientes tablas se utilizaron para hacer la grafica entalpia-concentración.

| ºC | kj/Kg mol K | KJ/Kg mol |
Compuesto | pto eb. | Cp liquido | Cp vapor | ^` |
Benceno | 80.5 | 83.1641 | 101.0802 | 30820 |
Clorobenzeno | 131.75 | 142.334 | 139.2304 | 33489.0595 |

Xi | h | Yi | H |
0 | 10785.73038 | 0 | 48463.0338 |
0.1 | 10380.72726 | 0.1 | 47514.18242 |
0.2 | 9975.72415 | 0.2 | 46565.33104 |
0.3 | 9570.721038 | 0.3 | 45616.47965 |
0.4 | 9165.719725 |0.4 | 44667.62827 |
0.5 | 8760.714813 | 0.5 | 43718.77689 |
0.6 | 8355.7117 | 0.6 | 42769.92551 |
0.7 | 7950.708588 | 0.7 | 41821.07412 |
0.8 | 7545.705475 | 0.8 | 40872.22274 |
0.9 | 7140.702363 | 0.9 | 39923.37136 |
1 | 6735.69925 | 1 | 38974.51998 |

Al finalizar el cálculo y diseño de las graficas se continúo a la aplicación de los métodos de McCabe-Thiele y Ponchon-Savarit en lasgraficas concentración-temperatura y concentración-entalpia respectivamente. Al concluir con la aplicación, concluimos que el número de platos ideales es 6, es decir, 5 platos y un hervidor, siendo el plato de alimentación es el No. 4 a una temperatura de 111˚C y el hervidor el lato No. 6. A continuación se muestran las graficas obtenidas aplicando ambos métodos.

X1, Y1

Concentración...