Prop

11. Ejercicio 1. Una mezcla compuesta por 440 lbmol/h de acetona y 1260 lbmol/h de agua v a a ser alimentada a una columna de destilación de platos a 20 psia y 180 °F. Si la columna va a operar a 15 psia, con una relación de reflujo igual a 2 y alimentándose en el plato 9, estimar el número de platos necesarios si se desea obtener un flujo de destilado de 453 lbmol/h y una recuperación deacetona de 99 %.
a. Utilizar las opciones termodinámicas Ideal, NRTL, Wilson y Uniquac.
b. Sacar conclusiones con relación al punto anterior.
Lo que se hara es este ejercicio inicialmente es mediante los diferentes modelos termodinámicos mencionados calcular con cada uno la curva de composición de equilibrio de liquido y vapor para la mezcla en cuestión y posteriormente con esta gráfica usando losdatos suministrados por el problema y el método de McCabe-Thiele para calcular el número de platos que necesita la torre para lograr la separación deseada.
IDEAL


WILSON

NRTL

UNIQUAC

A continuación y teniendo en cuanta estas gráficas se procederá a hacerse el caculo de los platos mediante el método de McCabe-Thiele, pero antes de nada vamos a definir la línea q necesaria para estemétodo.

Para este caso las condiciones de esta mezcla binaria podemos asegurar que está en estado liquido y vamos a decir que puede considerarse como un liquido saturado pues considerando esta mezcla incompresible los cambios de presión no van a afectar de manera significativa sus propiedades. Con la información anterior se concluye que el valor de q se pueda aproximar a 1.

De las graficasanteriores se puede concluir que hay que saber muy bien qué modelo se debe utilizar para cierto sistema, pues como vimos cada modelo arrojó diferentes tipos de equilibrios YX por lo que puede variar el número de platos, lo que en la realidad significaría tener torres de diferentes tamaños y escoger a la ligera puede llevar a una torre que no separe como se tenía estimado. Utilizando el diagrama deCarlson ilustrado en el módulo 3 recomienda para esta mezcla utilizar UNIQUAC y NRTL; cabe resaltar que se debe seguir profundizando cual de los dos modelos es mejor porque a pesar que el diagrama de Carlson dice que estos dos son los acertados, muestran diferencias para estas condiciones; por ejemplo en uno se aparece un azeotropo y en el otro no.
12. Ejercicio 2. Una mezcla de vapor saturado de90 % mol de anhídrido maléico y 10 % mol de ácido benzoico es un subproducto de la fabricación de anhídrido ftálico. Esta mezcla se destila a 13.3 kPa y se obtiene un destilado de 99.5 % mol y un residuo de 0.5 % mol de anhídrido maléico. Se desconoce el intervalo de temperaturas en que se puede destilar esta mezcla. Hacer un análisis termodinámico, obtener los diagramas y vs x, y T vs x, indicarcuál es ese intervalo. ¿Cuál es el modelo termodinámico más adecuado para esta mezcla? Justifique convenientemente la respuesta.
El anhídrido Maleico es un compuesto que presenta alta solubilidad en disolventes orgánicos como el caso del tolueno, acetona y benceno. Por lo que se puede aseverar que este es de características polares. El acido benzoico presenta bajas solubilidades en agua por loque debe también es de concluir que este es de carácter polar.
Según el diagrama de árbol de Carlson mostrado en el material de apoyo del curso se parte de una mezcla de dos sustancias no polares. Según la información suministrada por el caso de estudio 2 se va a trabajar a 13 KPa, una presión muy por debajo de la atmosférica (101 KPa) por lo que se puede decir que hablamos prácticamente devacío. Por lo que estamos en la opción de decidir por el modelo BRAUN K 10 o IDEAL.
Según el manual del aspen es mejor utilizar el ideal pues se utiliza para presiones bajas como es este caso y como las estructuras y componentes que forman este par de sustancias son muy parecidas se puede despreciar la no idealidad por la afectación de fuerzas intermoleculares, entre otras. Además el modelo...