método riguroso para columnas de destilación

El diseño de las columnas de destilación ha acaparado la atención de diversos investigadores debido a su importancia en un alto número de procesos químicos. Los métodos de diseño de columnas dedestilación se pueden clasificar en tres tipos: métodos gráficos, métodos aproximados y métodos rigurosos.
Los métodos gráficos y aproximados solo son válidos para el estudio de casos sencillos,tales como la destilación binaria y para el estudio de diseños preliminares. El diseño final del equipo requiere una determinación rigurosa de temperaturas, presiones flujos de las corrientes,composiciones y velocidades de transferencia de calor para cada etapa. Esta determinación se realiza resolviendo los balances de materia y entalpía (energía), y relaciones de equilibrio para cadaetapa. Desafortunadamente, estas relaciones son ecuaciones algebraicas no lineales que interactúan entre sí fuertemente.
El objetivo de este trabajo es aplicar el método de punto de burbuja a unproblema teórico de diseño de columnas de destilación y analizar los resultados generados.
La Figura 1 muestra el esquema en forma general de una etapa de equilibrio j para un separador líquido-vapor,donde las etapas están numeradas de arriba a abajo.

En La Figura 1, F representa el flujo de alimentación, zi es la composición de alimentación del componente i, P es la presión, T es latemperatura, x es la fracción mol de líquido, y es la fracción mol de vapor, H es la entalpía, V es el flujo de vapor, L es el flujo de líquido, Q es el calor, W es la salida lateral de vapor y U es unasalida lateral de líquido. Para los subíndices F, V, L, se aplica la misma nomenclatura y también la siguiente: j es el número de la etapa, j-1 es la etapa anterior y j+1 es la etapa posterior.Ejemplo 15.1 (Henley)
Solución (Hoja de Excel)
1. Cálculo de temperatura de burbuja (Tb) y temperatura de rocío (Tr).
Con la ecuación de Antoine.

Se realizan diferentes iteraciones hasta encontrar...