UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR.
DEPARTAMENTO DE TERMODINÁMICA Y FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA.
PROCESOS DE SEPARACIÓN I. TF-3331
PROFESORA: SABRINA DI SCIPIO.
TAREA Nº 2. PROBLEMAS DE DESTILACIÓN.
MÉTODO DE McCABE-THIELE.
PROBLEMA 1: (PROBLEMA 8.28 DEL LIBRO DE HENLEY&SEADER)
Una mezcla de 40% molar de sulfuro de carbono (CS2) en tetracloruro de carbono (CCl4) ha de
destilarse en marcha continua. La alimentación se vaporiza en un 50% (q = 0.5). El producto de cabeza,
procedente de un condensador total, contiene 95% molar de CS2, mientras que el producto de colas,
procedente de un ebullidor parcial, es un líquido con 5% molar de CS2.
La columna opera con una relación de reflujo L/D de 4 a 1. La eficiencia de Murphree para el
vapor es del 80%.
a) Calcúlese el reflujo mínimo, la relación de vaporización mínima G'/W del rehervidor, así como el
número mínimo de etapas (incluido el calderín). (Resp: Rmín~1,75; Nmín=6)
b) ¿Cuántos platos reales se requieren para la columna real con una eficiencia del 80%, calculados por
el método de McCabe-Thiele? (Resp: N ~ 10)
Las coordenadas del diagrama x-y para la presión de la columna, en función de las fracciones
molares de CS2, son:
x
0.050
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
y
0.135
0.245
0.420
0.545
0.640
0.725
0.790
0.850
0.905
0.955
PROBLEMA 2: (PROBLEMA 8.30 DEL LIBRO DE HENLEY&SEADER)
Una unidad de destilación, que consta de una columna de platos perforados, un ebullidor parcial
y un condensador total, ha de diseñarse para separar etanol y agua a la presión atmosférica. La
alimentación, que se introduce en la columna como líquido a su temperatura de ebullición, contiene 20%
molar de alcohol. El destilado ha de contener 85% de alcohol y la recuperación de alcohol será del 97%.
a) ¿Cuál es la concentración molar de las colas (producto de fondo)? (Resp: xW ~ 0,0075)
b) Calcúlese el valor mínimo de:
1. La relación de reflujo L/G. (Resp: 0,66)
2. La relación L/D. (Resp: 1,93)
3. La relación de vaporización G'/W en el calderín. (Resp: ~ 0,85)
c) ¿Cuál es el número mínimo de etapas teóricas y el correspondiente de platos reales si la eficiencia
global de la columna es del 55%? (N ~ 18)
d) Si se utiliza una relación de reflujo L/G de 0.80, ¿cuántos platos reales se necesitarán? (Resp: N ~
25)
El equilibrio líquido-vapor para el sistema etanol-agua a 1 atm, en fracciones molares de etanol
[Ind. Eng. Chem., 24,882 (1932)], es el que se muestra a continuación:
x
y
T (ºC)
0.0190
0.1700
95.50
0.0721
0.3891
89.00
0.0966
0.4375
86.70
0.1238
0.4704
85.30
0.1661
0.5089
84.10
0.2337
0.5445
82.70
0.2608
0.5580
82.30
0.3273
0.5826
81.50
x
y
T (ºC)
0.3965
0.6122
80.70
0.5079
0.6564
79.80
0.5198
0.6599
79.70
0.5732
0.6841
79.30
0.6763
0.7385
78.74
0.7472
0.7815
78.41
0.8943
0.8943
78.15
