Ciencia

Taller N°1
Operaciones unitarias III







∙Tabla de datos del sistema piridina-clorobenceno-agua

Los problemas del 10.1 al 10.7 se refieren al sistema (A)-Clorobenceno (B)-Piridina (C) a 25 ºC. Los datos de la línea de unión están en equilibrio, interpolados de los Peaje yTompson,

Piridina | Clorobenceno | Agua | Piridina | Clorobenceno | Agua |
0 | 99.95 | 0.05 | 0 | 0.08 | 99.92 |
11.05 | 88.28 | 0.67 | 5.02 | 0.16 | 94.82 |
18.95 | 79.9 | 1.15 | 11.05 | 0.24 | 88.71 |
24.1 | 74.28 | 1.62 | 18.9 | 0.38 | 80.72 |
28.6 | 69.15 | 2.25 | 25.5 | 0.58 | 73.92 |
31.55 | 65.58 | 2.87 | 36.1 | 1.85 | 62.05 |
35.05 | 61 | 3.95 | 44.95 | 4.18 | 50.87 |
40.6 |53 | 6.4 | 53.2 | 8.9 | 37.9 |
49 | 37.8 | 13.2 | 49 | 37.8 | 13.2 |

Ejercicio 10.2, desarrollo:

Calcule la selectividad del clorobenceno para la piridina en cada una de las líneas de unión y graficar selectividad contra concentración de piridina en agua.

β1= La separación no es posible

β2=

β3

β4

β5=

β6 =

= 4.52

La separación no es posible

Ejercicio10.3, desarrollo:

10.3 Se desea reducir la concentración de piridina de 2000 Kg. de una solución acuosa de 50 a 2% en una sola extracción por lotes con clorobenceno. ¿Qué cantidad de disolvente se necesita? Para revolver el problema trabájese sobre coordenadas triangulares.
M
XM1
F=2000 kg
Xf=0.5
B=?
Ys=0
R=
XR=0.02
Y=
E=
M
XM1
F=2000 kg
Xf=0.5
B=?
Ys=0
R=
XR=0.02Y=
E=

Realizando un balance de masa en la etapa de extracción (en C) se tiene:

F*XF + S*Ys = M*XM ; como C es puro Ys=0

F*XF = M*XM ;

despejando : ,

Luego a partir de la grafica triangular realizada en el ejercicio 10.1 se tiene:

1º: se selecciona el punto XF y se traza una recta hasta B
2º: se ubica el punto XR que es 0.02
3º: en la grafica X v/s Y seubica el punto XR el cual entrega un YE*=4.93

Finalmente se ubica E1 en el grafico de 10.1 (grafica Triangular) donde se une XR con EMAX y el punto que intercepta con la recta (XF, B) es el punto XM.=0.051

Reemplazando en

0.051*(2000+B) = 2000*0.5

B= 17607,84 Kg

Conclusión:
cantidad de disolvente se necesita para reducir la concentración de piridina de 2000 kg de una soluciónacuosa de 50 a 2 % en una sola extracción con clorobenceno.

Ejercicio 10.4, desarrollo:

Un lote de 2000 Kg. de una solución de piridina-agua, 50% de piridina, se va a extraer con el mismo peso de clorobenceno. El refinado de la primera extracción se va a volver a extraer con un peso de disolvente igual al peso de refinado, etc. (B , etc.). ¿Cuántas etapas teóricas y que cantidad total dedisolvente se necesitaran para deducir la concentración de piridina hasta un 2% en el refinado final?. Resolver el problema con coordenadas triangulares.


Esquema

1

2
F=2000 kg
Xf=0.5

R1
X1
E1
Y1
B=2000 kg
Ys=0
E2
Y2
n
B2=R1
YB=0
En
Yn
Rn=
Xn =0.02

Bn=Rn-1
YS=0R2
X2
Rn-1
Xn-1

1

2
F=2000 kg
Xf=0.5

R1
X1
E1
Y1
B=2000 kg
Ys=0
E2
Y2
n
B2=R1
YB=0
En
Yn
Rn=
Xn =0.02

Bn=Rn-1
YS=0
R2
X2
Rn-1
Xn-1

Balance de masa Etapa 1:

M1=F+B1= 2000+2000 = 4000Kg

Luego; F*Xf=M*XM1

Se tieneXM1=F*XfM1=2000*0.54000 =0.25
Secuencia:

1º: se ubica XM1 en el grafico triangular
2º: se tira una línea que intercepte a la recta XFB

Como E1 y R1 están en equilibrio, donde existe un X1 para un Y1* único. Esto para poderlo encontrar E1 y R1, luego se ubica X1 en el grafico 10.1 (Triangular).
Luego de la grafica X contra Y ubicamos el punto X1=0.206 y tenemos el Y1=0.26 (**)

Calculo de E1:...