Sistema Acetona -Agua, Metodo De Destilación Mccabe Thiele, Ing Quimica

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

OPERACIONES UNITARIAS DESTILACION BINARIA PARA UNA COLUMNA DE PLATOS SISTEMA: ACETONA-AGUA

Acuña Montero Santiago Alejandro QUITO – ECUADOR

INTRODUCCION
En la industria, la separación de componentes volátiles se realiza por medio de destilación, ya sea en columna de platos o en columna empacada, se lleva a cabo para larecuperación de subproductos de reacciones o purificación. Así como para obtener productos de gran importancia como los combustibles a partir del petróleo crudo. Es por esta razón que el conocimiento del dimensionamiento de Torres de destilación de platos es fundamental para entender el funcionamiento y principios básicos de estas columnas, como también comprender la teoría y aplicarla.

TRABAJOAUTONOMO DE DESTILACION 1.- OBJETIVO 1.1 Dimensionar una columna de destilación de platos para el sistema Acetona-Agua. 1.2 Determinar el número de platos reales que necesita la columna, para las condiciones del problema. 1.3 Obtener la eficiencia global de la columna. 2. PROBLEMA CALCULO DE LA COLUMNA DE DESTILACION DE PLATOS Dimensionar una columna de platos para el sistema ACETONA-AGUA a unaatmosfera de presión, cuya alimentación es de 6500 (Kg/h) y a una temperatura 20 ºC. Con una composición de alimentación “XF“de 0.24; su composición de destilado “XD“de 0.96 y la composición de cola “XW“de 0.03. 1. Datos Tabla 1-1 Datos del Problema SISTEMA ACETONA-AGUA P= 1atm XF XD XW 0.24 0,96 0,03

F, [Kg/h] 6500

TF, [°C] 20

1.1. Datos de Equilibrio del sistema ACETONA-AGUA Tabla1.1-1Datos de Equilibrio para el sistema Acetona-agua

Fuente: KIRSCHBAUM Emil, “Destilación y Rectificación”, Traducción del Alemán, Editorial Aguilar S.A., Madrid 1989, Pág. 387.

1.2. Calculo del peso molecular medio de alimentación Tabla 2-1 Peso molecular de los componentes del sistema. Componente Acetona Agua Formula Mi [kg/kg-mol] C3H6O 58 H2O 18 Ec. 2-1

������������ = ������������������������������������������������������������ + 1 − ������������ ������������������������������ ������������ = 0,24 58 + 1 − 0,24 18 ������������ = 27.6 2. Calculo de la Alimentación Molar ������������ ������������ − ������������������

������

������������������������������

=

������ ������������

=

������������ ������ −1 ������������ (������������−������������������ )−1

=

������������−������������������ ������

Ec.3-1

������ = 6500

������������ ������������ − ������������������ ∗ ������ 27.6 ������������
������������ −������������������ ������

������ = 235.507 3. Balance General de masa

������ = ������ + ������ ������ ������������ = ������ ������������ + ������ ������������ 235.507 = ������ + ������ 1 235.507 (0.24) = ������ 0.96 + ������ 0.03
������������−������������������������ ������������−������������������ ������

Ec. 4-1 Ec.4-2

2

������ ������

������������������������������ ������������������������������

= 53.17 = 182.33

4. Calculo del parámetro “f” 4.1 Datos adicionales para el cálculo del parámetro “f” Tabla 4.1-1 Datos adicionales para el cálculo del parámetro “f” a T=20 ºC , k J/kg-mol Acetona 128.34 32558 Agua 75,4 44057.7 Fuente: R. E.Treybal. “Maas Transfer Operations,” 2 ed., p. 401, McGraw-Hill Book Company, New York, 1968 Componente Cp. , kJ/kg-mol ºC

4.1.1 Calculo del cp. medio. ������������������ = ������������������ = ������������ ������������������ Ec. 4.1.1-1

0,24 128.34 + 1 − 0,24 75.4 ������������������ = 88.10 ������������ ������������ − ������������������ °������

4.1.2 Cálculo de λ medio. ������������ =������������ = ������������ ������������ ������������ Ec. 4.1.2-1 0,24 32558 + 1 − 0,24 44058 ������������ = 41298 4.1.2 Calculo del factor “f” ������ = −������������������
������������ −������������ ������ ������

������������ − ������������������ °������

Ec. 4.1.3-1

������������ = 68.25 ℃

������ = −88.10 ������������−������������������
������ = −0,10293 4.1.3...