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Ejercicios de destilación, Operaciones unitarias
Tipo: Ejercicios
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FECHA: Martes 7 Julio 2020 FECHA DE ENTREGA: Martes 7 Julio 2020 INTEGRANTES OBJETIVO: Investigar los siguientes conceptos y documentar la información obtenida según el formato establecido para este tipo de trabajo autónomo. Ejercicio 1.- Una mezcla de Heptano – Octano de composición 0,65 en fracción molar de Heptano, se somete a destilación cerrada a temperatura constante de 105°C. Y presión constante de 700 mmHg. Determínese: a. Composición del líquido y del vapor en el equilibrio b. El número de moles que quedan en el destilador y las que pasan al estado de vapor c. La volatilidad relativa a 105°C. DATOS a 105°C ✓ Presión de vapor del heptano: 915 mmHg ✓ Presión de vapor del Octano: 417 mmHg. Solución: a. Composición del líquido y del vapor en el equilibrio Datos: x 0 =0. Pcte = 700 mmHg T (^) cte = 105 ° C P 7 = 915 mmHg P 8 = 417 mmHg x 7 =? y 7 =? x 7 =
x 7 =
x 7 =0.
Base de cálculo: 100 moles de alimentación (W^0 ¿ W +V = 100 W V
W =52.83 moles V = 100 −52.83V =47.17 moles y 7 = P 7 ∗x 7 P y 7 =
y 7 =0. b. El número de moles que quedan en el destilador y las que pasan al estado de vapor W V
y 7 −x 0 x 0 −x 7 WV =
c. La volatilidad relativa a 105°C. ∝ =
Ejercicio 2.- Una mezcla líquida hexano – benceno que contiene 40% en moles de hexano, se somete a destilación cerrada a la presión atmosférica y temperatura constante hasta que el 40% pasa a ser vapor. Determínese la temperatura de la operación y las composiciones del líquido residual y del vapor separado. ✓ Nota: tome como base de cálculo 100 moles de alimentación Solución Base de cálculo: 100 moles
Respuesta: A 73 °C la composición del líquido residual es de x=0.34 mientras que la composición del vapor separado es de y=0.47. Ejercicio 3.- 20 kg de una mezcla benceno-tolueno de composición 30% en peso de benceno, están contenidos en un cilindro provisto de un émbolo con libertad de desplazamiento. Se calienta la mezcla a 101,4°C y se deja que se alcancen las condiciones de equilibrio entre el líquido y el vapor. Determínese el volumen ocupado por los vapores si la presión dentro del cilindro se mantiene constante a 760 mmHg. ✓ PMbenceno: 78,11 g/mol ✓ PMtolueno: 92,14 g/mol Solución Datos: Wo= 20 kg= 2000 g−→ 30 % peso de Benceno W = 30 % Benceno V = 70 % Tolueno Número de moles en la carga inicial: Wo=W +V Wo= 20000 g ×0.
g mol
20000 g ×0.
g mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 68 70 72 74 76 78 80 Diagrama de Punto de Ebullicion x y X,Y Temperatura °C
Wo=228.773mol Composición inicial en fracción molar: xB = 20000 g ×0.
g mol xB =76.8147 mol Benceno x 0 =
x 0 =0. A la temperatura de 101.4°C las composiciones de equilibrio son: XA= 0.22 YA= 0. W V
y−x 0 x 0 −x W V
Wo=W +V =228.773 mol V =228.773−W W =0.5903 V V =228.773−W V =228.773−( 0.5903 V )V +0.5903 V =228.773V^ =^
V =143.855 moles−→ 143.9 moles