Problemas Destilaciòn

5. PROBLEMAS

Problema 1

1. Se está separando una mezcla de benceno y tolueno en una columna de pisos. La eficacia individual de los mismos es del 100%. El destilado que descarga con un caudal de 100 kmol/h contiene 95% moles de benceno. El líquido que rebosa del piso 9º (contando a partir de la caldera) contiene 58.6% moles de benceno, y el que rebosa del piso 8º contiene 50%moles de benceno. Ambos pisos están en la zona de enriquecimiento. Si se utiliza un condensador total y el reflujo se introduce en la columna a su temperatura de ebullición. Calcular:
a)Caudal de reflujo (en kmol/h).
b)Composición del vapor que sale del piso 10.
c)kcal/h eliminadas en el condensador, suponiendo que el calor latente de vaporización de una mezcla de benceno y tolueno de igualcomposición que el destilado es de 7000 kcal/kmol.

Datos: Considérese que la mezcla se comporta como ideal con volatilidad relativa de 2.46.

Problema 2

2. Ha de desdoblarse en una columna de rectificación una mezcla de benceno y tolueno conteniendo 40% en moles de benceno, de modo que se obtenga un producto con el 90% molar de benceno y un residuo con un 10%molar, como máximo, de benceno. La mezcla alimento se calienta antes de su entrada en la columna, de manera que alcance su temperatura de ebullición y el vapor que sale por la cabeza de la misma se condensa (en un condensador total), y no se enfría, proporcionando el producto y el reflujo. Se propone trabajar en la columna con una razón de reflujo de 3 moles/mol de producto.

Sepide el número de pisos teóricos necesarios y la posición de entrada del alimento. Aplíquese el método de Sorel-Lewis.

Datos: x, y, fracciones molares; T, temperatura de ebullición a 760 mm Hg.



Problema 3

3. Una columna de rectificación se alimenta con dos mezclas de agua y ácido butírico, cuyos caudales, composiciones y estado térmico son los quese indican:



Se desea obtener tres productos conteniendo, respectivamente, 95%, 17% y 5% en moles de agua. Si se desea obtener 19 kmol/h del producto de composición intermedia, calcular, mediante el método de Sorel-Lewis, el número de pisos necesarios y la posición óptima de todas las corrientes.

Datos:
D/D = 0.372
La columna operará a 1atm.
Datos deequilibrio a 1 atm (composiciones como fracciones molares:



Problema 4

4. En una columna de rectificación continua que trabaja a 12.5 atm, se tratan 1500 kg/h de una solución acuosa del 20% en peso de amoniaco, que entra a 98ºC (h = 75 kcal/kg). En la cabeza de la columna se desea recuperar el 95% del amoniaco alimentado, mientras que en el residuo debe ir el97% del agua que entra. La columna va equipada con un condensador total, y el condensado se elimina a su temperatura de ebullición. Calcular por el método de Sorel-Lewis el número de pisos teóricos necesarios para conseguir esta separación.

Datos: LD/D = 3
x, y, fracciones másicas; h, H, entalpías, kcal/kg.



Problema 5

5. Repetir elproblema 3, utilizando el método riguroso de Sorel.

Problema 6

6. En una columna de agotamiento entran 1000 kg/h de una mezcla benceno-tolueno en estado líquido a la temperatura de ebullición, con una fracción molar de benceno de 0.12. Se ha de obtener tolueno con una fracción molar de 0.99, trabajando (la columna) en condiciones tales, que de cada 3 moles que entran comoalimentación se retiran 2 moles como destilado. Determinar:
a) La composición del destilado.
b) El número de platos necesarios si la eficacia individual es del 70%.
c) La cantidad de calor suministrado a la caldera.

Datos: Calor latente de vaporización para mezclas benceno-tolueno = 33400 kJ/mol-kg.
Datos de equilibrio para la mezcla benceno-tolueno:
x = fracción molar de benceno en el...