trabajo

INTRODUCCION

La destilación es una de las operaciones unitarias cuyo funcionamiento se basa en el equilibrio, considerando que la fase gaseosa existe con una concentración referida al componente ligero en la fase liquida y a altas concentraciones del componente pesado. El objetivo fundamental es esta la separación de una mezcla para así obtener algunos de los compuestos con un grado depureza determinado. Para analizar o diseñar una torre se emplean distintos métodos como lo son el grafico, cortos y rigurosos, algunos de estos se emplearon para la ejecución de los ejercicios.
 
Ejercicio n°1
Una columna de rectificación se alimenta con una mezcla vaporizada en un 66%, cuya composición se indica en la tabla, la columna consta de un condensador parcial y la razón de reflujo esde 1,5. La presión de la columna es de 2171,85 Kpa, considere despreciables las pérdidas de presión en el condensador y en la columna además se desea recuperar 98,4% de c3 y el 0,176% de c4 alimentado en el destilado.
Determinar:
El número mínimo de etapas.
La distribución de los componentes a reflujo total.
La relación de reflujo mínimo.
Localización de la etapa de alimentación.Componente C1 C2 C3 C4 C5 C6
Fracción alimentada 0,26 0,09 0,25 0,17 0,11 0,12


Se asume base de cálculo de 100 Kgmol/H
Diagrama del proceso.

 
Alimentación.
Componente Ni Xi Ki ∝i
C1 26 0,26 13 13
C2 9 0,09 4,6 4,6
LK-C3 25 0,25 2,3 2,3
HK-C4 17 0,17 1 1
C5 11 0,11 0,49 0,49
C6 12 0,12 0,26 0,26

Tope
Componente Ni Xi Ki ∝i
C1 26 0,44
C2 9 0,15
C3 24,6 0,41
C40,03 0,00050
59,63 mol/h
Fondo
Componente Ni Xi KI ∝i
C3 0,4 0,009 3,5 1,94
C4 16,97 0,42 1,8 1
C5 11 0,11 1 0,56
C6 12 0,12 0,60 0,33
40,37 mol/h


Balance por porcentaje de recuperación de C3
C3= N-C3*%R
C3= 25*0,984
C3= 24,6

Balance por porcentaje de recuperación de C4
C4= N-C4*%R
C4= 17*0,00176
C4= 0,03

2171,85Kpa 315 Psia
P= 315 Psia; T= 240°F Aplico punto de rocio.
Componente Yi Ki y/ki
C1 0,26 13 0,02
C2 0,09 4,6 0,019
C3 0,25 2,3 0,108
C4 0,17 1 0,17
C5 0.11 0,49 0,22
C6 0,12 0,26 0,46
∑ 1

Calculo de las volatilidades para cada componente
∝i=Ki/KHK

Para C1
∝C_1=13/1=13



Para C2
∝C_2= 4,6/1=4,6

Para C3
∝C_3= 2,3/1=2,3
Para C4
∝C_4= 1/1=1

Para C5
∝C_5=0,49/1=0,49

Para C6

∝C_6= 0,26/1=0,26

Para conocer la PD intero.
Componente Ni Yi Ki ∝i
C1 26 0,44 8,2 58,57
C2 9 0,15 1,5 10,71
LK-C3 24,6 0,41 0,48 3,36
HK-C4 0,03 0,00050 0,14 1

PB=PD+20Psia
315Psia=(PD+(PD+20))/2
PD=305 Psia


Con la PD= 305 Psia; T=66°F Aplico punto de rocio.
Componente Yi Ki yi/ki=1
C1 0,44 8,2 0,053
C2 0,15 1,5 0,1
LK-C3 0,41 0,48 0,854
HK-C40,00050 0,14 0,003
∑ 1,009≈1,01

Calculo de las volatilidades para cada component en el destilado.

∝i=Ki/KHK

Para C1
∝C_1=8,2/0,14=58,57

Para C2
∝C_2= 1,5/0,14=10,71

Para C3
∝C_3= 0,48/0,14=3,36

Para C4
∝C_4= 0,14/0,14=1

Calculo de PB
PB=PD+20Psia
PB=305Psia+20Psia
PB=325 Psia
Aplico punto de rocio en el fondo con PB=325Psia; T= 330°F

Componente Yi KI Yi/Ki=1C3 0,009 3,5 2,57x10-3
C4 0,42 1,8 0,233
C5 0,11 1 0,11
C6 0,12 0,60 0,2
∑ 1,08≈1,1

Volatilidades para cada componente en el fondo

∝i=Ki/KHK

Para C3
∝C_3=3,5/1,8=1,94

Para C4
∝C_4= 1,8/1,8=1

Para C5
∝C_5= 1/1,8=0,56

Para C6
∝C_6= 0,60/1,8=0,33

Aplico ecuación de shiras para comprobar la distribución.DR=((∝i-1)/(∝LK-1)×(XLK×D)/(X〖LK〗_f×F))+((∝〖LK〗_f-∝i)/(∝〖LK〗_f-1) × (∝〖HK〗_D×D)/(x〖HK〗_f×F))


Para C1

〖DR〗_(C_1 )=((13-1)/(2,3-1) × (0,41×59,63)/(0,25×100))+((2,3-13)/(2,3-1) × (0,00050×59,63)/(0,17×100))

〖DR〗_(C_1 )=8,94 Se va por el tope

Para C2
〖DR〗_(C_2 )=((4,6-1)/(2,3-1) × (0,41×59,63)/(0,25×100))+((2,3-4,63)/(2,3-1) × (0,00050×59,63)/(0,17×100))

〖DR〗_2=2,68 Se va por el tope

Para C3
〖DR〗_(C_3 )=((2,3-1)/(2,3-1) ×...