Ejercicios del destilacion

En una caldera cerrada está contenida una mezcla benceno-tolueno de composición 0.35 (fracción de benceno). La caldera tiene capacidad suficiente para que en el equilibrio a 1 atm el 20% de los moles contenidos en la carga inicial se encuentren en la fase vapor. Determínese el volumen de la caldera por mol de caldera. Datos Se tomará como base L0 = 100 mol PMBz= 78.1 x PMt= 92.13

DATOS DEEQULIBRIO DE LA MEZCLA BENCEBO-TOLUENO A P=1 ATM 0 0.02 0.06 0.1 0.14 0.18 0.22 0.26 0.3 0.34 0.42 0.46 0.5 0.54 0.58 0.62 0.66 0.7 0.74 0.78 0.82 0.86 0.94 1 0 0.0455 0.132 0.209 0.28 0.344 0.404 0.4585 0.5075 0.5555 0.64 0.679 0.714 0.747 0.7765 0.8054 0.8305 0.8545 0.8785 0.9005 0.9215 0.9405 0.9765 1 y T 110.4 109.6 107.9 106.2 104.6 102.95 101.4 99.9 98.5 97.2 94.6 93.35 92.2 91.1 90.05 89 8886.95 86 85 84.1 83.2 81.45 80.3

Solución.

Tomando como base de calculo L0 = 100 moles de mezcla en la alimentación , tendremos: L0 = 100 mol Se supone L= 60 y V= 40

Entonces la relación L/V = 1.5 = arcm = arc 1.5 = 56

Se traza la línea de equilibrio, en ella se traza la pendiente 1.5 a partir del punto X 0,X0= 0.35 , 0.35

La el punto que toca la lía de equilibrio que se obtiene detrazar el ángulo de la pendiente nos da las composiciones del liquido residual y del vapor separado. T = 99.59 C = 372.59 K L0 = 100 mol = NT MMezcla= NT * PMmezcla

x y 0.27 0.47 Apartir de estas fracciones y con los datos de equilibrio se obtiene la temperatura de equlibrio.

PMmezcla = XBz PMBz + XT PMT

PMmezcla = (.35) ( 78.1)+(.65) (92.13)

PMmezcla = 87.2196 Kg / mol MMezcla= 8721.95 Kg 100.62

MMezcla= (100 mol) * (87.2196 Kg / mol)

X0 = 39.08 / 100.62 = .38 moles iniciales Con la ley de los gases ideales :

V = ( .38 mol )( 0.082 l atm / mol K)(372.59 K) / 1 atm V= 11.86 L V= (11.86 L )( .38 mol) V = 4.5 L / mol

determínese el porcentaje que se vaporiza durante la destilación de equilibrio de la mezcla líquido heptano-octano de composición 0.7 (fracción molar deheptano) a 100 °C y a la presión de 600 mmHg.

Donde: Zi = fracción mol de la sustancia A, B y C son las contantes de Antoine obtenida del libro “introducción a la termodinámica en ingeniera química”, Smtih-Van-Ness. Psat son las presiones de saturación de cada una de las sustancias determinadas por la siguiente ecuación Para determinar la composición de vaporización emplee la siguienteecuación:

En esta ecuación le voy asignando valores arbitrarios a como se muestra en la siguiente tabla:

hasta que la ecuación de 1,

Una mezcla Benceno-Tolueno de composición 0.60 (fracción molar de benceno) se somete a destilación cerrada a la temperatura de 92.2 °c y presión constante de 760 mmHg. Después de alcanzar el equilibrio se separa los vapores y se someten a condensación parcialdiferencial hasta que la composición de los vapores residuales sea 0.90 (fracción molar de benceno). Determine la composición global del liquido condensado procedente de la condensación parcial diferencial tomando la volatilidad relativa α=2.47

Ecuaciones: DATOS: T=92.2°c P=760mmHg X0=0.6 Ya=0.9 De las condiciones de equilibrio a 92.2°c Y=0.7140 X=0.5 Solución:

Balance de benceno

=46.728 molesUna mezcla Benceno-Tolueno de composición 0.30 (fracción molar de Benceno) se somete a destilación diferencial para dar un vapor de composición global 0.40. Calcúlese el porcentaje de mezcla inicial que pasa al destilado, tomando para la volatilidad relativa 2.47 Utilizando esta ecuación:

0.512510412

Lo= 0.63462743

Multiplicando por 100 El resultado final es:

Se pretenderecuperar por destilación diferencial el 80% del etanol contenido en una disolución acuosa cuya composición es 30% en peso de etanol. Calcúlese la composición de líquido residual. Los datos de equilibrio para esta mezcla son: x 0.01 0.03 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.87 0.8943 y 0.103 0.235 0.325 0.444 0.496 0.529 0.552 0.573 0.592 0.613 0.632 0.652...