A2 SOL

Operaciones Unitarias II - IIQ2023
Solución Ayudantía 2

Método de McCabe y Thiele
Valentina Silva Hirschberg (vsilva2@uc.cl)
Resumen

Zona de Agotamiento

Zona de Rectificación

Diagrama generalcolumna de destilación:

Balance de Materia General

Balance de Materia Zona Rectificación

De la última ecuación se puede despejar la ecuación de una recta, que define la Línea de
Operación deRectificación (LOR)

Por otro lado, se tiene la razón de reflujo:

Con esta relación se puede reescribir la LOR de la siguiente manera:

Balance de Materia Zona Agotamiento
̅
̅

̅
̅

Del mismo modo, se puededespejar la ecuación de una recta, que define la Línea de
Operación de Agotamiento (LOA)
̅
̅

̅

Línea q (Lq):

La línea q corresponde al lugar geométrico de todas las posibles intersecciones de laslíneas LOR y LOA.

Considerando
̅
̅
Restado la ecuación de LOR y LOA, obtenemos la ecuación de Lq:

Nótese que el punto

.

Gráficamente:
Gráficamente:

LOA

EFQ

Lq
LOR

Problema 1:
Se quiere separarun flujo de 100 mol/h de una mezcla de A y B, que tiene una fracción
molar de 0.48 del compuesto más volátil, y 0.52 del otro. Se desea obtener un destilado con
fracción molar 0.96 de A, ycomposición del flujo de cola de 0.13 . La razón de reflujo es 2 y la
mezcla tiene una volatilidad relativa de 2.4. Calcule las corrientes de destilado y residuo, además
de los flujos y composiciones de laprimera etapa y el rehervidor. Suponga que la alimentación se
encuentra parcialmente vaporizada, con una fracción liquida en punto de burbuja del 30%.
Solución:
Datos de enunciado:

Haciendo un balance demateria general se obtiene:

Reemplazando (1) en (2) y despejando, tenemos:

De la razón de reflujo tenemos:

Haciendo un balance de flujos en la zona de rectificación, tenemos:

Notamos que

, yaque en el condenador total sólo ha ocurrido un

cambio de fase y luego viene un separador de corrientes.
Como

se encuentra en EFQ con

, podemos calcularlo usando la siguiente ecuación:

Haciendo...