A5 SOL
Páginas: 5 (1243 palabras)
Publicado: 25 de abril de 2015
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
Pregunta 1
a) Solución:
Se tiene una columna de destilación como la que se muestra en la Figura 1. Se tomarán 4
volúmenes de control para realizar balances de masa pertinentes.
Figura 1: Torre de destilación con salida lateral y volúmenes de control.
Primero hacemos un balance global de la columna, tomando como flujo auxiliar
Balance de General:
Balance porComponente:
Balance de Energía:
(
)
(
)
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
De (1) en (2):
De (1) en (3):
Dividiendo (4) en (5) obtenemos:
De esto se desprende que el punto (
(
) pertenece a la recta que une (
), es decir que une los puntos de diferencia
pertenecerá a la recta que une
con
) con
. Además, por construcción,
. Con estos datos podemos ubicar este punto
en el gráfico.Luego, tomaremos el tope de la columna con el condensador total, que llamaremos Zona
1, que se muestra en la Figura 2:
Figura 2: Zona 1, Tope de torre de destilación.
Balance de General:
Balance por Componente:
Balance de Energía:
(
)
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
De (7) en (8):
De (7) en (9):
Dividiendo (10) en (11) obtenemos:
De esto se desprende que el punto (
(
) pertenecea la recta que une (
). Pero por definición tenemos un punto de diferencia
) con
. Entonces, las
corrientes que se cruzan en la Zona 1 pasan por el punto
Tomando ahora la zona de rectificación con la primera corriente de entrada tendremos la
Zona 2, como indica la Figura 3:
Figura 3: Zona 2, Tope de torre de destilación con primera corriente de entrada.
Balance de General:
Balancepor Componente:
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
{
}
Balance de Energía:
(
)
{
}
Reemplazando (13) en (14):
{
}
(
)
Reemplazando (13) en (15):
(
)
De (16) y (17):
(
)
(
De esto se desprende que el punto (
(
)
) pertenece a la recta que une (
) con
). Entonces, las corrientes que se cruzan en la Zona 2 pasan por el punto
(
)
Tomando ahora la zona de rectificación con laprimera corriente de entrada y la de salida
tendremos la Zona 3, como indica la Figura 4:
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
Figura 4: Zona 2: Base de torre de destilación con segunda corriente de entrada.
Balance de General:
Balance por Componente:
(
)
Balance de Energía:
(
(
)
)
Reemplazando (18) en (19):
(
)
(
)
Reemplazando (18) en (20):
(
)
Dividiendo (21) en (22) obtenemos:(
)
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
(
)
(
)
(
(
De esto se desprende que el punto (
(
)
)
) pertenece a la recta que une (
) con
). Entonces, las corrientes que se cruzan en la Zona 3 pasan por el punto
(
)
Llamaremos a la zona de agotamiento que incluye el re-hervidor Zona 4, y como se
muestra en la Figura 5:
Figura 5: Zona 4: Agotamiento y re-hervidor de torre de destilación.
Balance de General:
Balance por Componente:
Balance de Energía:
(
De (22) en (23):
)
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
De (22) en (24):
Dividiendo (11) en (10) obtenemos:
De donde se desprende que
(
pertenece a la recta que une
con
, es decir que las corrientes que se cruzan en la Zona 4 están alineadas con el punto de
diferencia
El cambio de pivote desde
a
se realizará cuando lalínea de enlace entre
cruce la recta que une ambos pivotes. El siguiente cambio, desde
línea de enlace entre
y
cuando la línea de enlace entre
a
y
se realizará cuando la
cruce la recta que une ambos pivotes. El último cambio ocurrirá
y
cruce la recta que une los pivotes
y
.
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
b-c) Solución:
Primero obtenemos el gráfico de Temperatura v/s composición
1
parala mezcla,
considerando el n-hexano en el eje de composición. Obtenemos las líneas de tendencia que
describen la “lenteja”, como se muestra en la Figura 6.
Temperatura / composición
375
370
y = -13,616x2 - 15,165x + 371,22
R² = 0,9992
365
360
T [K]
355
y = 12,139x2 - 41,238x + 371,24
R² = 0,9992
350
345
340
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
x
Figura 6: Gráfico temperatura...
Pregunta 1
a) Solución:
Se tiene una columna de destilación como la que se muestra en la Figura 1. Se tomarán 4
volúmenes de control para realizar balances de masa pertinentes.
Figura 1: Torre de destilación con salida lateral y volúmenes de control.
Primero hacemos un balance global de la columna, tomando como flujo auxiliar
Balance de General:
Balance porComponente:
Balance de Energía:
(
)
(
)
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
De (1) en (2):
De (1) en (3):
Dividiendo (4) en (5) obtenemos:
De esto se desprende que el punto (
(
) pertenece a la recta que une (
), es decir que une los puntos de diferencia
pertenecerá a la recta que une
con
) con
. Además, por construcción,
. Con estos datos podemos ubicar este punto
en el gráfico.Luego, tomaremos el tope de la columna con el condensador total, que llamaremos Zona
1, que se muestra en la Figura 2:
Figura 2: Zona 1, Tope de torre de destilación.
Balance de General:
Balance por Componente:
Balance de Energía:
(
)
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
De (7) en (8):
De (7) en (9):
Dividiendo (10) en (11) obtenemos:
De esto se desprende que el punto (
(
) pertenecea la recta que une (
). Pero por definición tenemos un punto de diferencia
) con
. Entonces, las
corrientes que se cruzan en la Zona 1 pasan por el punto
Tomando ahora la zona de rectificación con la primera corriente de entrada tendremos la
Zona 2, como indica la Figura 3:
Figura 3: Zona 2, Tope de torre de destilación con primera corriente de entrada.
Balance de General:
Balancepor Componente:
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
{
}
Balance de Energía:
(
)
{
}
Reemplazando (13) en (14):
{
}
(
)
Reemplazando (13) en (15):
(
)
De (16) y (17):
(
)
(
De esto se desprende que el punto (
(
)
) pertenece a la recta que une (
) con
). Entonces, las corrientes que se cruzan en la Zona 2 pasan por el punto
(
)
Tomando ahora la zona de rectificación con laprimera corriente de entrada y la de salida
tendremos la Zona 3, como indica la Figura 4:
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
Figura 4: Zona 2: Base de torre de destilación con segunda corriente de entrada.
Balance de General:
Balance por Componente:
(
)
Balance de Energía:
(
(
)
)
Reemplazando (18) en (19):
(
)
(
)
Reemplazando (18) en (20):
(
)
Dividiendo (21) en (22) obtenemos:(
)
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
(
)
(
)
(
(
De esto se desprende que el punto (
(
)
)
) pertenece a la recta que une (
) con
). Entonces, las corrientes que se cruzan en la Zona 3 pasan por el punto
(
)
Llamaremos a la zona de agotamiento que incluye el re-hervidor Zona 4, y como se
muestra en la Figura 5:
Figura 5: Zona 4: Agotamiento y re-hervidor de torre de destilación.
Balance de General:
Balance por Componente:
Balance de Energía:
(
De (22) en (23):
)
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
De (22) en (24):
Dividiendo (11) en (10) obtenemos:
De donde se desprende que
(
pertenece a la recta que une
con
, es decir que las corrientes que se cruzan en la Zona 4 están alineadas con el punto de
diferencia
El cambio de pivote desde
a
se realizará cuando lalínea de enlace entre
cruce la recta que une ambos pivotes. El siguiente cambio, desde
línea de enlace entre
y
cuando la línea de enlace entre
a
y
se realizará cuando la
cruce la recta que une ambos pivotes. El último cambio ocurrirá
y
cruce la recta que une los pivotes
y
.
By VALENTINA SILVA HIRSCHBERG
b-c) Solución:
Primero obtenemos el gráfico de Temperatura v/s composición
1
parala mezcla,
considerando el n-hexano en el eje de composición. Obtenemos las líneas de tendencia que
describen la “lenteja”, como se muestra en la Figura 6.
Temperatura / composición
375
370
y = -13,616x2 - 15,165x + 371,22
R² = 0,9992
365
360
T [K]
355
y = 12,139x2 - 41,238x + 371,24
R² = 0,9992
350
345
340
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
x
Figura 6: Gráfico temperatura...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.