Destilacion Ejercicio [PDF]

Zitiervorschau

Una cámara de destilación instantánea trabaja a 101.3 kPa y separa una mezcla de etanol-agua. La mezcla es 40% mol de etanol. Calcular: a) b) c) d)

¿Cual es la composición máxima del vapor? ¿Cual es la composición mínima del líquido que se puede obtener si se deja variar V/F? Si V/F=2/3 ¿Cuáles son las composiciones del liquido y del vapor? Repita el paso c para cuando F sea 1000 kgmol/hora.

Solución: V, y

F=100

P=101.3 kPa

V/F= 0, 0.4, 1.0

ZH=0.4 L, x

BALANCES DE MASA: F=V+L Fz=Vy+Lx Despeje y: y= De acuerdo con el balance general, L=F-V: Cuando V/F= 0, V=0, L=F Y L/V= F/0 =∞ Cuando V/F= 2/3, V=2/3F, L=1/3F, y L/V= Cuando V/F= 1, V=F, L=0, L/V=0/F=0 Entonces las pendientes (-L/V) son:-∞, -1/2, y -0. Si despejamos la intersección y=x, veremos que esta en y=x=z= 0.4 para todos los casos. Por lo tanto, podemos trazar 3 líneas de operación que pasen por y=x=z= 0.4, con pendientes de ∞, -1/2, y -0.

a) La y máxima es para V/F=0: y=0.61 (x=0.4) b) La x mínima es para V/F=1: x=0.075 (y=0.4)

c) Cuando V/F=2/3: y=0.52 x=0.17

d) Cuando F= 100 con V/F= 2/3 el resultado es exactamente igual que el del inciso c. el flujo de alimentación influirá sobre el diámetro del tambor y la energía que se necesita precalentado. Comprobación: a) 100(0.4)= 0(0.61) + 100(0.4) b) 100(0.4)= 100(0.4) + 0(0.075) c) 100(0.4)= 66.6(0.52) + 33.3(0.17) 40=34.63+5.66 40=40 d) F= V+L 1000(0.4)=2/3(1000)+1/3(1000) 400=399 Nota: El método para obtener el resultado (usando los valores de V/F en sus limites extremos de 0 y 1) se pueden usar para otros casos diversos, en general el flujo de alimentación no afectara las composiciones obtenidas en el diseño de separadores en etapas, sin embargo si afectara las necesidades del calor y el diámetro del equipo.