Problema n°1 Destilación Flash.pdf

Problema de destilación Flash resuelto paso a paso, de operaciones unitaria I de ingeniería química, del Geankoplis

1. @asesorguevara Kelvin G.S+58 4129427420
Problemas resueltos
de Destilación Flash

2. Problema de Destilación
Flash
Ejercicio5-4.delOcon-Tojo
UnamezcladeBenceno-ToluenodecomposiciónXo=0,55enfracción
molardeBenceno,entraa30°Cenelaparatodedestilaciónindicadoen
lafigura,yhadepasaralestadodevaporel40%delaalimentación.
Determínese:
a.Lacomposicióndelvaporseparadoydellíquidoresidual.
b.Latemperaturaaqueseefectúalavaporización.
c.Lacantidaddecalornecesario.
@asesorguevara Kelvin G.S+58 4129427420
F
V
L
Tf= 30 °C
Xf= 0,55 molar
Benceno
X= ?
Y= ?
T= ?
Q

3. @asesorguevara Kelvin G.S+58 4129427420
Problema de Destilación
Flash
Losdatosdeequilibrioparalamezclabenceno-toluenoalapresiónde
1atm,son:
X Y T (°C) X Y T (°C)
0,00000,0000110,400,50000,714092,20
0,02000,0455109,600,54000,747091,10
0,06000,1320107,900,58000,776590,05
0,10000,2090106,200,62000,805489,00
0,14000,2800104,600,66000,830588,00
0,18000,3440102,950,70000,854586,95
0,22000,4040101,400,74000,878586,00
0,26000,458599,900,78000,900585,00
0,30000,507598,500,82000,921584,10
0,34000,555597,200,86000,940583,20
0,42000,640094,600,94000,976581,45
0,46000,679093,351,00001,000080,30
Calores específicos:
Benceno:
CL= 0,43 Kcal/Kg. °C
Tolueno:
CL= 0,46 Kcal/Kg. °C
Calores de vaporización:
Benceno:
ʎB= 90 Kcal/Kg
Tolueno:
ʎT= 92 Kcal/Kg
Datos adicionales:
Pesosmoleculares:
Benceno:
PMB= 78,11
Tolueno:
PMT= 92,13

4. Problema (Resolución)
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Balance de masa global: F = L + V
Asumirunabasede
cálculode100mol/h
V= 40 mol/h
Porquesedicequesevaporizó
el40%delaalimentación
L = F -V
L = (100 –40) mol/h L = 60 mol/h
YA=
F
V
.Xf_ L
V
.X Línea de Operación de Alimentación
YA=
100
40
.0,55
60
40
.X_
YA= -1,5.X + 1,375L.O.A
Asumir X= 0,45
Se sabe por el enunciado que la alimentación es un equilibrio liquido-vapor
0 < q < 1
Y= 0,70 Se procede a graficar la LOA

5. Problema (Resolución)
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Diagrama de equilibrio X -Y
Segundo:sobreeldiagramadeequilibrio
setrazaunarecta(LOA)quepaseporel
puntopinch(0,55;0,55)hastalospuntos
asumidosdelaecuacióndelaLOA,yque
interceptaalavezconlacurvade
equilibrio.
Primero:segraficalosdatosdeequilibrioenpapelmilimetradoyse
ubicalacomposicióndelmásliviano(Xf)enlaabscisa(ejex)trazando
unalíneaquechoqueconladiagonal.
Tercero:enelpuntodondeinterceptala
LOAconlacurvadeequilibriox-y,se
ubicanlascomposicionesdellíquido
residual(fondo)ydelvapor(tope).
Resultandoen:X=0,464;Y=0,680,como
semuestraeneldiagrama.Respuestaa)
Pinch
Interceptode
laLOAconla
curva

6. Problema (Resolución)
@asesorguevara Kelvin G.S+58 4129427420
Xf= 0,55X= 0,464
X= 0,68
Diagrama de equilibrio X -Y
(a)
(a)

7. Problema (Resolución)
@asesorguevara Kelvin G.S+58 4129427420
X Y T (°C)
0,46000,679093,35
0,46400,680093,31
0,50000,714092,20
Se interpola para encontrar la temperatura de vaporización:
Respuesta b)T= 93,3 °C
Con los datos adicionales y en función de la temperatura de vaporización
(T= 93,3 °C) se calcula el calor necesario con las siguientes ecuaciones:
hL= XA.CLA.(T -To) + (1 -XA).CLB.(T -To) + ∆Hm
hL= (0,464).(0,43).78,1.(93,3-30) + (1-0,464).(0,46).92,13.(93,3-30)
hL= 2424,4 Kcal/Kgmol
Losvaloresdecolorverdesonlospesosmolecularesdecadacomponentepara
convertirlosCpLqueestánenfuncióndepesoamolar,elcualseagregaronala
ecuación.

8. Problema (Resolución)
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Hv= YA.[CLA.(T -To) + ʎA] + (1-XA).[CLB.(T -To) + ʎB] + ∆ hm
Hv= (0,68).78,1.[0,43.(93,3-30)+ 90] + (1-0,68).92,13.[0,46.(93,3-30)+ 92]
Hv= 9796,82Kcal/Kgmol= 9800 Kcal/Kgmol
Q= V.Hv+ L. hL
Q= 60
mol
1h
1 Kgmol
1000mol
. 2424,4
Kcal
Kgmol
. + 40
1 Kgmol
1000mol
. 9800
Kcal
Kgmol
.
Q= 537,5Kcal Respuesta c)
Elcalornecesarioparavaporizarlamezclayllevarla
aunequilibriolíquido-vapor

9. Contáctanos al privado
o al número de la parte
inferior para unas
asesorías de
operaciones unitarias I
Problema (Resolución)
@asesorguevara Kelvin G.S+58 4129427420L
XD
D
XD
V1
Y1
X1
X2
Xn
Y2
Yn
L1
L2
Ln
Yn+1, Vn+1n+1