DESTILACION
Páginas: 6 (1297 palabras)
Publicado: 3 de marzo de 2015
DESTILACION
COLUMNA DE
FRACCIONAMIENTO
CONTINUO
PROBLEMA
Una columna de fraccionamiento continuo ha de
diseñarse para separar 30 000 lb/h de una mezcla del
40 por 100 de benceno y 60 por 100 de tolueno en
un producto de cabeza que contiene 97 por 100 de
benceno y un producto de cola del 98 por 100 de
tolueno (porcentajes expresados en peso). Se
utilizará una relación de reflujo de 3,5 molespor mol
de producto. Los calores latentes molares del
benceno y del tolueno son 7360 y 7960 cal/mol-g,
respectivamente. El benceno y el tolueno forman un
sistema ideal con una volatilidad relativa del orden de
2,5;. La alimentación tiene una temperatura de
ebullición de 95 °C a la presión de 1 atm.
(A) CALCÚLENSE LOS FLUJOS MOLARES DE LOS
PRODUCTOS DE CABEZA Y COLA POR HORA.
PESO
CONC. AL CONC.EN LA CONC. EN EL
SUSTANCIA MOLECULAR
INICIO
CABEZA
FONDO
CALOR
LATENTE
BENCENO
78
40
97
2
7360
TOLUENO
92
60
3
98
7960
MEZCLA
PM MEDIO
CALOR MEDIO VAP.
30000 lb/h
85.837
7696 cal/gmol
COLUMNA
FRACCION MOL DE BENCENO
FLUJO (lbmol/h)
ALIMENTACION
0.4401
350
CABEZA
0.9744
153.36
FONDO
0.0275
196.6
(B) DETERMÍNESE EL NÚMERO DE PLATOS
IDEALES Y LAS POSICIONES DEL PLATODE
ALIMENTACIÓN:
si la alimentación es un liquido a su temperatura de ebullición
si la alimentación es un liquido a 20 °C (calor especifico =
0,44)
si la alimentación es una mezcla de dos tercios de vapor y un
tercio de líquido.
si la alimentación es un liquido a su temperatura de
ebullición
LINEA DE EQUILIBRIO
0
0
0.2
0.4
0.4
0.62
0.6
0.78
0.8
0.9
1
1
LINEA RD
LINEA DEX=Y
0
0
0.0235
0.0235
0.4401
0.4401
0.97
0.97
1
1
RD=3.5
XD/(RD+1)=
0.2165
0
0.2165
0.97
0.97
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
0.5
LINEA DE EQUILIBRIO
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
0.5
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA X=Y
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
X0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
0.5
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA X=Y
LINEA AUXILIAR XD
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
0.5
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA RD
LINEA X=Y
LINEA AUXILIAR XD
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.20.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
q : definido como los moles de líquido que fluyen en la sección
de agotamiento como consecuencia de la introducción de cada
mol de alimentación. Por tanto:
Cuando la alimentación esta a la temperatura de ebullición
q=1
LINEA ALIMENTACION
0.4402
0
0.4402
0.9
LINEA DE AGOTAMIENTO
0.0235
0.0235
0.4402
0.56
a; liq. Frio
b;liq. Saturado
c; alimentación
parcialmente Vp.
d; alimentación Vp.
saturado
e; alimentación Vp.
sobrecalentado
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA RD
LINEA X=Y
LINEA ALIMENTACION
LINEA AUXILIAR XD
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
LINEA DEEQUILIBRIO
LINEA RD
LINEA X=Y
LINEA ALIMENTACION
LINEA DE AGOTAMIENTO
LINEA AUXILIAR XD
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA RD
LINEA X=Y
LINEA ALIMENTACION
LINEA DE AGOTAMIENTO
LINEA AUXILIAR XD
0.5
0.4
*NUMERO DE
PLATOS IDE*NUMERO DE
ALES=11
PLATOS
*PLATO
DEALIDEALES=11
IMENTACION
=
*PLATO DE ALI7
MENTACION = 7
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
si la alimentación es un liquido a 20 °C (calor especifico =
0,44)
TB=95
Cp=0.792
TF= 20
l=
161.454545
q=
ECUACION DE LA
RECTA
PENDIENTE=
3.72
*Para el punto final de la recta hay que
tomar valores de X > Xf . Ya que la
pendiente de la recta es...
COLUMNA DE
FRACCIONAMIENTO
CONTINUO
PROBLEMA
Una columna de fraccionamiento continuo ha de
diseñarse para separar 30 000 lb/h de una mezcla del
40 por 100 de benceno y 60 por 100 de tolueno en
un producto de cabeza que contiene 97 por 100 de
benceno y un producto de cola del 98 por 100 de
tolueno (porcentajes expresados en peso). Se
utilizará una relación de reflujo de 3,5 molespor mol
de producto. Los calores latentes molares del
benceno y del tolueno son 7360 y 7960 cal/mol-g,
respectivamente. El benceno y el tolueno forman un
sistema ideal con una volatilidad relativa del orden de
2,5;. La alimentación tiene una temperatura de
ebullición de 95 °C a la presión de 1 atm.
(A) CALCÚLENSE LOS FLUJOS MOLARES DE LOS
PRODUCTOS DE CABEZA Y COLA POR HORA.
PESO
CONC. AL CONC.EN LA CONC. EN EL
SUSTANCIA MOLECULAR
INICIO
CABEZA
FONDO
CALOR
LATENTE
BENCENO
78
40
97
2
7360
TOLUENO
92
60
3
98
7960
MEZCLA
PM MEDIO
CALOR MEDIO VAP.
30000 lb/h
85.837
7696 cal/gmol
COLUMNA
FRACCION MOL DE BENCENO
FLUJO (lbmol/h)
ALIMENTACION
0.4401
350
CABEZA
0.9744
153.36
FONDO
0.0275
196.6
(B) DETERMÍNESE EL NÚMERO DE PLATOS
IDEALES Y LAS POSICIONES DEL PLATODE
ALIMENTACIÓN:
si la alimentación es un liquido a su temperatura de ebullición
si la alimentación es un liquido a 20 °C (calor especifico =
0,44)
si la alimentación es una mezcla de dos tercios de vapor y un
tercio de líquido.
si la alimentación es un liquido a su temperatura de
ebullición
LINEA DE EQUILIBRIO
0
0
0.2
0.4
0.4
0.62
0.6
0.78
0.8
0.9
1
1
LINEA RD
LINEA DEX=Y
0
0
0.0235
0.0235
0.4401
0.4401
0.97
0.97
1
1
RD=3.5
XD/(RD+1)=
0.2165
0
0.2165
0.97
0.97
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
0.5
LINEA DE EQUILIBRIO
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
0.5
LINEA DE EQUILIBRIO
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0.4
0.3
0.2
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0
0
0.1
0.2
0.3
X0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
0.5
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA X=Y
LINEA AUXILIAR XD
0.4
0.3
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0
0
0.1
0.2
0.3
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0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
0.5
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA RD
LINEA X=Y
LINEA AUXILIAR XD
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.20.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
q : definido como los moles de líquido que fluyen en la sección
de agotamiento como consecuencia de la introducción de cada
mol de alimentación. Por tanto:
Cuando la alimentación esta a la temperatura de ebullición
q=1
LINEA ALIMENTACION
0.4402
0
0.4402
0.9
LINEA DE AGOTAMIENTO
0.0235
0.0235
0.4402
0.56
a; liq. Frio
b;liq. Saturado
c; alimentación
parcialmente Vp.
d; alimentación Vp.
saturado
e; alimentación Vp.
sobrecalentado
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA RD
LINEA X=Y
LINEA ALIMENTACION
LINEA AUXILIAR XD
0.5
0.4
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0.2
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0
0
0.1
0.2
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X
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0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
LINEA DEEQUILIBRIO
LINEA RD
LINEA X=Y
LINEA ALIMENTACION
LINEA DE AGOTAMIENTO
LINEA AUXILIAR XD
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
0.3
X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Y BENCENO EN EL GAS
LINEA DE EQUILIBRIO
LINEA RD
LINEA X=Y
LINEA ALIMENTACION
LINEA DE AGOTAMIENTO
LINEA AUXILIAR XD
0.5
0.4
*NUMERO DE
PLATOS IDE*NUMERO DE
ALES=11
PLATOS
*PLATO
DEALIDEALES=11
IMENTACION
=
*PLATO DE ALI7
MENTACION = 7
0.3
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X
0.4
0.5
0.6
0.7
BENCENO EN EL LIQUIDO
0.8
0.9
1
si la alimentación es un liquido a 20 °C (calor especifico =
0,44)
TB=95
Cp=0.792
TF= 20
l=
161.454545
q=
ECUACION DE LA
RECTA
PENDIENTE=
3.72
*Para el punto final de la recta hay que
tomar valores de X > Xf . Ya que la
pendiente de la recta es...
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