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EJERCICIOS MASAS 2
Problema 1
Una mezcla equimolecular heptano-Octano entra como alimentación en un plato intermedio de una columna de destilación continua que trabaja a la presión atmosférica normal. Se desea obtener un producto destilado que contenga 98% en moles de heptano y un producto de cola que contenga 5% moles de heptano. La alimentación entra a la columna a su temperatura normal de ebullición. El vapor procedente del piso 1 entra en el condensador de reflujo, que es uno del tipo total; una parte del condensado vuelve a la columna a su temperatura de condensación y otra sale como producto destilado, de tal modo que la relación entre líquido que retorna y el vapor que llega es (relación de reflujo) es L/V=3/4. Determine el número de pisos teóricos necesarios y la posición del plato de alimentación. Determine el número de platos teóricos empleando el método de Mc cabe thiele.
TEMPERATURA [°C] Xi yi 125.6 0 0 124 0.039 0, 122 0.097 0, 120 0.156 0, 118 0.220 0, 116 0.284 0. 114 0.352 0. 112 0,421 0, 110 0,495 0. 108 0,569 0. 106 0,647 0. 104 0.733 0. 102 0,824 0. 100 0.922 0. 98,4 1.00 1,
Problema 2
Se va a diseñar una columna de fraccionamiento continuo para separar 30.000 [kg/h] de una mezcla binaria benceno –tolueno 40% en el compuesto más volátil (benceno) para así obtener benceno en un 97 % en la parte superior de la torre y un 98% de benceno en producto residual. Estos porcentajes están expresados en peso peso. Se utilizará una relación de reflujo que es 3.5 moles por cada mol de producto. Los calores latente molares del benceno y el tolueno son 7360 y 7960 [cal/ mol] respectivamente. El benceno y el tolueno forman un sistema ideal con una volatilidad relativa del orden de 2.5. La alimentación tiene una temperatura de ebullición de 95°C a la presión de 1 [atm].
- Determine los flujos molares de producto destilado y residual [kmol/h]
- Determine el número de etapas ideales y la posición del plato de alimentación optimo si:
a. La alimentación es liquido saturado
b. La alimentación ingresa a 20°C y tiene calor especifico conocido (CpL= 0.44 cal/g*°C)
c. (^) Si la mezcla tiene un título de 2/
d. La alimentación es vapor saturado
- Determine el flujo másico de vapor por hora necesario para el calentamiento si se utiliza vapor saturado con una presión manométrica de 1.36 [atm] o 20[lb/in^2 ] para los 4 casos anteriores para ello supongo despreciable las pérdidas de calor de la torre con el ambiente y que el reflujo es liquido saturado
- Determine el flujo másico de agua de enfriamiento si esta ingresa a 25°C y por norma ambiental no puede salir a una temperatura mayor a 40[°C]
Problema 3
Considere el sistema benceno –tolueno el cual es destilado en una columna de fraccionamiento continua a 1 [Atm] con volatilidad relativa 2,25. Si se desea procesar un flujo de alimentación de 100[kmol/h] que contiene un 40% benceno y que ingresa como liquido saturado. La planta requiere que al menos el 90% del benceno en la alimentación sea obtenido por el tope de la columna y debe contener fracción molar de 0.95. Si se opera con una relación de 1 mol de reflujo por mol de alimentación.
Determine
a. El número de etapas teóricas
b. La posición optima del plato de alimentación
Problema 4
Se separará mediante destilación continua una mezcla acetona agua empleándose para ello una relación de reflujo (L/D) que es 1.5 veces la mínima, la alimentación es una mezcla liquido vapor con un título de 0.2, una fracción molar en el compuesto más volátil de 0,4 y un flujo de 150 [kg/h], se desea obtener un producto destilado con una pureza de 98,5% p/p y recuperar el 85% de la masa de acetona inicial.
Se entregan los siguientes datos de equilibrio en términos de fracciones molares
xi yi 0 0 0,01 0, 0,023 0, 0,041 0, 0,05 0, 0,1 0, 0,12 0, 0,15 0, 0,2 0, 0,3 0,
PROBLEMA 6
Se desea destilar una mezcla equimolecular heptano –octano la cual entra en el plato número 8 de una columna de rectificación que trabaja a presión atmosférica para la cual la volatilidad relativa es 2.17. Se desea que el producto destilado contenga 98% moles de heptano. La alimentación entra como liquido saturado. El vapor procedente del primer plato de la columna es uno del tipo total (liquido saturado) teniendo una relación de reflujo (L/D) = 3 Determine:
- XB y B si hay 7 platos en la sección de rectificación y 4 platos + calderin en la sección de agotamiento.
- XB Y B si hay 8 platos en la rectificación y 3 platos + calderin en la sección de agotamiento
PROBLEMA 7
Se desea separar mediante una columna de fraccionamiento continua una mezcla benceno-tolueno que ingresa con un flujo de alimentación por la parte intermedia de 1000 [kmol/h] y que contiene un 0.55 % molar en el compuesto más volátil y que ingresa a una temperatura de 25°C el calor especifico de la alimentación es 0.47 [Cal/g*°C], también existe otra alimentación que ingresa por platos inferiores con un flujo de 500[kmol/h] que tiene un porcentaje molar del 20 % de benceno y que es liquido saturado , se desea obtener un producto de tope que posea un 0.98 fracción molar de benceno y un producto de cola que posea un 0.04 , si se opera con una relación de reflujo (L/D) = 3.0 y la volatilidad relativa del sistema para la presión atmosférica es 2.5 determine :
El número de etapas ideales
La posición de los platos de alimentación óptimo. para ambas corrientes de entrada
