McCabe

OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA
Ejemplos del método de McCabe-Thiele

EJEMPLO 1. A una columna de destilación se alimentan 100 lb/min de una mezcla líquida
saturada que consiste de agua yetanol al 25% peso. Se tiene un condensador total con una
capacidad de 30,000 BTU/min y se desea operar con un boiler total. La concentración del
destilado deberá ser de 85% peso de etanol y elresiduo deberá tener cuando más 2.5% peso de
etanol. Calcular el número mínimo de etapas y el número de platos requerido para la separación.

SOLUCION:

Es necesario convertir toda la información aunidades molares para poder aplicar el método de
McCabe-Thiele. El peso molecular del etanol es de 46, mientras que el del agua es de 18. El peso
molecular promedio de la alimentación sería:
M=

1=
wi
∑M
i

El flujo alimentado en unidades molares se calcula:
F=

100lbmol / min
=
2123
. lb / lbmol

Cambiando las composiciones a fracción mol:
0.25
46
zA =
=
0.25 0.75
+
46
18Operaciones de Transferencia de Masa

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M.A.Romero 2001

0.85
46
xD =
=
0.85 015
.
+
46
18
0.025
46
xB =
=
0.025 0.075
+
46
18
Por un balance de materia global:
F=D+BBdeM / A:

FzA = DxD + BxB

Resolviendo simultáneamente:

Para calcular el reflujo mínimo, se determina gráficamente la intersección de la recta enriquecedora con el eje:
xD
R min + 1

≈por lo que Rmín =
El número mínimo de etapas se determina gráficamente trazando escalones entre la línea de
equilibrio y la diagonal de 45°. Calculando, Nmín =
Para determinar el reflujo deoperación, se tiene la carga térmica del condensador QC. Por medio
de un BdeE sobre el condensador:

Por lo tanto,

Operaciones de Transferencia de Masa

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M.A.Romero 2001

Q
30,000
V = $ C$ ==
H V − h D 20,900 − 4,100

L = V - D = 1.7857 - 0.7309 =
Calculando R y la intersección con el eje de la recta enriquecedora:
R=

L
=
D

xD
=
R +1
y de la gráfica, es posible...