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File:E:\EES32\Userlib\Examples\Prob_prop2_4.EES 09/07/2008 8:09:33 Page 1 EES Ver. 7.934: #994: For use only by students and faculty at the Universidad Politecnica Madrid, Madrid, Spain

m2top = 0,8031 [kmol/h] y2top = 0,979 T2top = 81,58 [K]
Condensador L[1] V[1] Plato 1 L[i] V[i] Plato i L[i+1] V[i+1] Hervidor F[i] F[1] Vapor

P = 1,5 atm m2bot = 0,1969 [kmol/h] y2bot = 0,01936 T2bot =93,9 [K] P=6,5 atm

Líquido

m1top = 0,5203 [kmol/h] x1top = 0,963 T1top = 93,62 [K] m1in = 1 [kmol/h] x1in = 0,79 T1in = 100,2 [K]

Tprev = 156 [K] P = 60 atm

T = 120 K P = 60 atm m1bot = 0,4797 [kmol/h] x1bot = 0,6024 T1bot = 102 [K]

Destilación del aire por doble columna. Copyright 2008 J.I. Zubizarreta. Determinar la cantidad de aire líquido enriquecido (40 % molar de O2) que seobtiene cada kmol/h de aire de alimentación por cola de la columna inferior a 6,5 ata en una planta de doble columna a 6,5 y 1,5 ata, sabiendo que el aire comprimido (21% molar O2) antes de la válvula de expansión está a 60 ata y 120 K. Calcular la relación de reflujo de la columna superior, que trabaja a presión de 1,5 ata, y la cantidad de oxígeno que sale de ella con una riqueza del 98% molar de O2.A partir de los datos de equilibrio, dibujar los diagramas y-x a 1,5 y 6,5 ata y representar sobre ellos las dos rectas de operación y determinar, aplicando el método de McCabe-Thiele, el número de etapas teóricas de las dos columnas de fraccionamiento. Calcular la temperatura que debe tener el aire de alimentación a la columna de alta presión,antes de pasar por el hervidor de fondo. Estimaraproximadamente la carga térmica del condensador-hervidor de la doble columna, referida a 1 kmol/h de alimentación. x1 in m1 in = 0,79 = 1 [kmol/h]

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h1 in

= x1 in · h 'Nitrogen' ; T = 120 ; P = 60[atm] ·

[atm] ·

1,01325 · bar atm

+

1 – x1 in

· h 'Oxygen' ; T = 120 ; P = 60

1,01325 ·

h1 in = V in · y · h 'Nitrogen' ; T = T1 in ; x = 1 + 1 – y · h 'Oxygen' ; T = T1 in ; x = 1 · h 'Nitrogen' ; T = T1 in ; x = 0 + 1 – x · h 'Oxygen' ; T = T1 in ; x = 0 x1 in = V in · y + 1 – V in · x

+

1 – V in

·

x

x = Interpolate 'Equilibrio P = 6,5 atm'; 'T'; 'x'; 'T' = T1 iny = Interpolate 'Equilibrio P = 6,5 atm'; 'T'; 'y'; 'T' = T1 in m1 in · h1 in + Q1hervidor = m1 in · – x1 in x1 in · h 'Nitrogen' ; T = T prev ; P = 60 [atm] · 1,01325 · bar atm [atm] · 1,01325 · bar atm + 1

· h 'Oxygen' ; T = T prev ; P = 60

V1 1 = L1 1 + m1 top V1 1 · y1 1 – L1 1 · x1 1 – m1 top · x1 top h1 top = 0 + + 1 – x1 top 1 – x1 1 · h 'Oxygen' ; T = T1 top ; x = 0

= x1 top · h'Nitrogen' ; T = T1 top ; x = 0

hL1 1 = x1 1 · h 'Nitrogen' ; T = T1 top ; x = 0

· h 'Oxygen' ; T = T1 top ; x = 0

V1 1 · hV1 1 – L1 1 · hL1 1 – m1 top · h1 top + Q1condensador = 0 x1 top = x1 1

x1 1 = Interpolate 'Equilibrio P = 6,5 atm'; 'T'; 'x'; 'T' = T1 top n1 = 7 F1 1 = 0 F1 2 = 0 F1 3 = 0 F1 4 = 0 F1 5 = 1 F1 6 = 0 F1 i = 0 for i = 7 to n1 = 0 for i = 1 to n1 = 0 for i = 1 to n1= 0 for i = 1 to n1

L1 i – V1 i – L1 i+1 + V1 i+1 + F1 i · m1 in

L1 i · x1 i – V1 i · y1 i – L1 i+1 · x1 i+1 + V1 i+1 · y1 i+1 + F1 i · m1 in · x1 in

L1 i · hL1 i – V1 i · hV1 i – L1 i+1 · hL1 i+1 + V1 i+1 · hV1 i+1 + F1 i · m1 in · h1 in y1 i = Interpolate 'Equilibrio P = 6,5 atm'; 'T'; 'y'; 'T' = TP1 i x1 i+1 = Interpolate 'Equilibrio P = 6,5 atm'; 'T'; 'x'; 'T' = TP1 i + 1 – y1 i for i= 1 to n1 for i = 1 to n1

hV1 i = y1 i · h 'Nitrogen' ; T = TP1 i ; x = 1

· h 'Oxygen' ; T = TP1 i ; x = 1

for i = 1 to n1

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hL1 i+1

= x1 i+1 · h 'Nitrogen' ; T = TP1 i ; x = 0 = 0 = 0

+

1...