Flujo Masico(Equipo Y Procesos Industriales)

Equipos y Procesos Industriales
Taller 2

Equipos y Procesos Industriales
Taller 2

Taller Nº 2

1.- Un industrial que fabrica por primera vez alcohol para gasohol ha tenido ciertos problemas con una columna de destilación. En ella entran 100 kg de alimentación con un 10% de alcohol etílico y el resto de agua. El destilado contiene un 60% de alcohol etílico. Además se sabe que la relaciónentre la masa del destilado y la alimentación es de 1 es a 10. Los técnicos creen que se pierde demasiado alcohol en las colas.
a) Dibuje diagrama del proceso
b) Grados de libertar
C) Calcule la composición de la cola y a masa de alcohol que se pierde en ella.

Resp:

m3=10(Kg)
XEtilico=0.6
XH2O=0.4

∑xi

m3=10(Kg)
XEtilico=0.6
XH2O=0.4

∑xi

1
1
a)
DESTILADOR
DESTILADOR3
3

m1=100(Kg)
Xetilico=0.1
XH2O=0.9
m1=100(Kg)
Xetilico=0.1
XH2O=0.9

m2=90(Kg)
XEtilico=0.04
XH2O=0.96

∑xi
m2=90(Kg)
XEtilico=0.04
XH2O=0.96

∑xi
2
2

b)

| PROCESO |
V | 9 |
D | 5 |
BM | 1 |
BxC | 1 |
Ec. Ad. | 2 |
GL | 0 |

BALANCE DE MASA:

m1=m2+m3

BALANCE POR COMPONENTE:

m1Xetilico1=m2Xetilico2+m3Xetilico3

c)
Luego:

m1=m2+m3⇒m2=m1-m3

m2=100-10Kg=90Kg

m1Xetilico1=m2Xetilico2+m3Xetilico3⇒Xetilico2=m1Xetilico1- m3Xetilico3m2

Xetilico2=100Kg*0.1-10Kg*0.690(Kg)=0.04

Por sumatoria ∑xi con base de dato 1:

XH2Ode2=1-Xetilico2=1-0.04=0.96

XH2Ode3=1-Xetilico3=1-0.6=0.4

2.- En una operación de extracción líquida se pretende separar los componentes transfiriendo parte de un soluto (A), desde un solvente líquido (B)a otro solvente líquido (C), teniendo en cuenta que ambos solventes son inmiscibles entre si. En este problema vamos a considerar que A es ácido acético (CH3COOH), B es agua, y C es 1-hexanol (C6H13OH). Empleando el diagrama que se muestra a continuación determine los flujos y concentraciones faltantes.

Resp:
| PROCESO |
V | 11 |
D | 8 |
BM | 1 |
BxC | 2 |
Ec. Ad. | 0 |
GL | 0 |BALANCE DE MASA:

ma+mc=mE+mR

BALANCE POR COMPONENTE:

maXH2Odea+mcXH2Odec=mEXH2OdeE+mRXH2OdeR

maXCH3COOHdea+mcXCH3COOHdec=mEXCH3COOHdeE+mRXCH3COOHdeR

Dándonos una base de datos:

XH2Odec=100%

Luego
maXH2Odea=mRXH2OdeR⇒mR=maXH2OdeaXH2OdeR

⇒mR=400gmin*0.885(g)0.995(g)=355.78gmin

También:

maXCH3COOHdea=mEXH2OdeE+mRXH2OdeR⟹mE=maXCH3COOHdea-mRXH2OdeRXH2OdeEmE=400gmin*0.115g-358.78gmin*0.005(g)0.096(g)=460.64gmin

ma+mC=mE+mR ⟹ mC=mE+mR-ma

⟹ mC=460.64+355.78gmin-400gmin=416.42gmin

3.- Una mezcla licuada tiene la siguiente composición:

Calcule:
a. La fracción en peso de cada componente
b. La fracción molar de cada componente
c. El porcentaje molar de cada componente
d. El peso molecular medio

Resp:

n=MPM ∧ Y=ncompuestoni ∧X=McompuestoMi ∧ Y%=ncompuestoni*100

a)
a)
b)
b)
c)
c)
Luego:

ESPECIE | MASA(Kg) | PM(Kg/Kmol) | η | Y% | X% | Y | X |
C4H10 | 50 | 58.04 | 0.861 | 57.06 | 50 | 0.5706 | 0.50 |
C5H12 | 30 | 72.05 | 0.416 | 27.57 | 30 | 0.2757 | 0.30 |
C6H14 | 20 | 86.06 | 0.232 | 15.37 | 20 | 0.1537 | 0.20 |
TOTAL | 100 | | 1.509 | 100 | 100 | 1 | 1 |PM=Yi*PMi=0.5706*58.04+0.2757*72.05+0.1537*86.06

PM=66.21KgKmol

4.- (Ejercicio de Prueba)
Se desea enfriar aire fresco que contiene 7,8% mol de vapor de agua y deshumidificarlo hasta 100 gmol que contengan 0,9% mol de H2O. Se combina una corriente de aire fresco con una corriente de aire recirculado previamente deshumidificado y se hace pasar por el enfriador. La corriente de la mezcla que entra a la unidad contiene 2.8% molde H2O. En el acondicionador de aire, parte del agua en la corriente de alimentación se condensa y se elimina como líquido. Una fracción del aire deshumidificado que sale del enfriador se recircula y el resto sale hacia una habitación.
El aire seco esta compuesto por 21% mol de O2 y 79% mol N2.

a. Determine el diagrama del proceso.
b. Determine los grados de libertad del...