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July 29, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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1.2. ESTIMACION DE COLUMNAS POR NOMOGRAMA 1.2.1. PARAMETROS DE DISEÑO
Los parámetros de diseño para las columnas de destilación que separan mezclas binarias pueden determinarse a partir de nomogramas, lo que hace que el tamaño de las columnas sea rápido y fácil. NUMERO MINIMO DE PLATOS PLATOS TEORICOS
El numero mínimos de platos teóricos es determinado a partir del nomograma “número mínimo de platos”, que también está basada en la conocida ecuación
de Fenske:
=
(2.1)
La volatilidad relativa media geométrica está determinada a partir de la siguiente relación:
∝=∝∗∝
(2.2)
La ecuación de Fenske aplica rigurosamente solo para sistemas binarios. Sin embargo, la determinación del número mínimo de platos teóricos basado en componentes clave en sistemas minicomponentes puede ser tomado como mínimo. Normalmente, esto producirá una respuesta conservado conservadora. ra. Si un condensador total y un rehervidor son empleados, el número mínimo de platos teóricos en la columna es una menos que el encontrado a partir de la Figura 1. Si un condensador parcial es usado, el número mínimo de platos teóricos en la columna es dos menos que el determinando a partir de la Figura 1. Aquí X1 y X4 se convierten en fracciones molares de los componentes clave que salen como vapor del condensador parcial y no de las fracciones molares del reflujo líquido o del destilado líquido. RELACION MINIIMA DE REFLUJO
1
El nomograma presentado en la Figura 2 para encontrar la relación mínima de reflujo, es representado por la l a siguiente ecuación:
= ∝−
(2.3)
NUMERO REAL DE PLATOS TEORICO TEORICOS S
El número real de platos teóricos en una relación de reflujo finito es estimado mediante la aplicación de la conocida.
NUMERO REAL DE PLATOS
=2∗
(2.4)
Usando un plato de eficiencia total se determina el número real de platos. El plato de eficiencia total es obtenido a partir de la Figura 3 el cual representa Expresión) la Ecuación 2.5, ( Expresión
−. =63∗
(2.5)
donde α es la volatilidad relativa del componente clave, y μ es la viscosidad de
la alimentación en centipoises en la temperatura media de la torre. RELACION DE REFLUJO REAL
Robinson y Gilliland sugieren que la relación de reflujo óptima es aproximadamente 20 a 50 por ciento mayor que el mínimo, dependiendo de la volatilidad relativa. Si la volatilidad relativa es baja, la relación de reflujo real se aproximará más al mínimo. Por otro lado, si este es alto la relación óptima de reflujo se desviará más severamente del mínimo.
COLUMNA DE CARGA DE VAPOR
Usando esta regla de pulgada la relación de reflujo real es calculada. A partir de la velocidad de destilado y las propiedades físicas de vapor, la carga de vapor de la columna es calculada a partir de la Ecuación (2.6): 2
= +∗.
(2.6)
PLATOS REALES NUMERO DE PLATOS
Después de haber establecido el número de platos teóricos y el rendimiento total de platos, se puede calcular el número de platos reales. DIAMETRO DE LA COLUMNA
El diámetro de la columna es determinado a partir del nomograma presentado en la Figura 4, el cual representa la siguiente ecuación basada en el arrastre como la condición limitante.
′ = [ ∗ √ −]
(2.7)
1.2.2. LIMITACIONES DEL METODO
Este método está basado en las siguientes suposiciones simplificadas: La alimentación a la columna está en el punto de burbuja.
El flujo molar del líquido y vapor son esencialmente constantes a través
de la columna. El método predice la separación entre dos componentes en un sistema
multicomponente.
La Ecuación (2.3) es rigurosa solo para mezclas binarias donde los
productos destilados destilados y de fondo son puros esencialmente. esencialmente. Esta suposición suposición debe ser hecha además de las ya mencionadas cuando se usa esta ecuación.
CAPITULO II APLICACIÓN DE LOS TRES METODOS 2.1. METODO NOMOGRÁFICO
3
La mezcla de 20% de benceno y 80% de tolueno se alimenta a una velocidad de 20.000 lb / h a una columna de destilación de burbuja que funciona continuamente a presión atmosférica. El destilado es al 99% de benceno y el fondo al 99% de tolueno en peso. Determine lo siguiente: a) Número mínimo de platos platos teóricos b) Número real de platos teóricos c) Eficiencia de la columna d) Diámetro de la columna e) Costo aproximado de la columna. Solución: a) Número de platos teóricos
= 0.9915
= 0.0085
P=1atm
4
= 0.0117 = 0.9883
FIGURA 1. Determinación del número de platos teóricos t eóricos del nomograma que esta basado en la ecuación de Fenske De la figura se puede determinar que el número de platos teóricos
de la figura 1 =9.5
b) Número real de platos teóricos
El número real de platos teóricos en una relación de reflujo finito es estimado mediante la aplicación de la conocida.
=2∗ a partir de la figura 1 =2∗9. =19.2 5 1
5
c) Eficiencia de la columna
FIGURA 2. Eficiencia de la columna F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
Tenemos como dato la viscosidad 0.25 centipoises y la volatilidad relativa r elativa de 2.6 Entonces se procede a trazar para encontrar la eficiencia efi ciencia E= 69 i) Diámetro de la columna 6
Densidad de liquido
= 50 lb / ft3
Densidad de vapor
= 0,17 lb / ft3
Desde que la carga de vapor es baja y la presión de operación alta, se asume un
espaciado de plato de 18 pulgadas. M.W. = (78+92) /2 = 85
R=1,4
1. Para este cálculo primero hallaremos la corriente de destilado, y esto se calcula empleando el modelo deducido a partir del balance de materia:
= = = == −= = −
a) Global:
De donde:
b) Parcial:
(1) (2) (3)
Reemplazando Reemplazan do 1 en 2:
1.1.
(4)
Calculo de las composiciones
Para efectuar los cálculos es necesario convertir las fracciones en peso a fracciones molares mediante: 7
=
+
a) En Alimentación
+ +
c) En fondo
1.2.
0.2277
= = = =
b) En destilado
(5)
+
0.9915
= =
Calculo de
0.0117
En la definición
= = × = × × a) Calculo de
De enunciado:
b) Calculo de
En la definición:
Sabemos que que:
Luego en (6):
(6)
(7)
entonces reemplazando en (7) tenemos =. =. =. ×. ×=.
= × 188. 82 = =225.1745 ℎ
Finalmente, en (4):
8
=× 270.00117117) = =225. 1 7×(0.0.929150. =49.479 ℎℎ =175.695
1.3.
Calculo de la velocidad de vapor total
1 ∗. = 3600∗ = 49.479793600∗0. 1. 41117 ∗ 85 =16.493/
1.4.
Ubicando valores para determinar el diámetro de la l a columna: 1: 18 3: dl/dv-1 = 293.12 5: V= 16.493
9
FIGURA 2. El diámetro de la columna FIGURA 3. Diámetro de la columna del nomograma esta basado como la condición limitante F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a De la gráfica D’= 3.1 ft
a partir de la relación de reflujo mínimo
A partir del diagrama de punto de ebullición de benceno y tolueno a 1 atm -
la temperatura de una mezcla de 0,99 mol de fracción de benceno
-
0,01 mol de fracción de tolueno
-
PB=314mmHg
-
α = 2,6.
10
FIGURA 4. Determinar el reflujo mínimo FIGURA 4. Reflujo mínimo
F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
De la fig.1. R m=2.8 Relación de reflujo óptima: se considera que la relación óptima es de 1,4 x R m; Por lo tanto, R = 1.4, R m = 3.92
i)
Costo aproximado de la columna.
Al costo de columna en 1979 por platos fue de $ 1,800, una columna de 20 platos costaría $ 36,000. Para llegar a un costo aproximado actual, esta cifra debe estar 11
a un costo corriente aproximado, esta cifra debe ser escalonada por medio del Índice de Costo de Equipo Marshall y Swift o el componente Equipo Fabricad Fabricadoo del Índice de Coste de la Planta de Ingeniería Química.
2.2. METODO GRAFICO DE MC CABE THIELE 1. Cálculo de los diagramas
760.
Cálculo de diagramas el Benceno a
y
, sabiendo que el CCL es
1.1.Cálculo de diagrama del punto de ebullición a 7600mmHg. Se requiere relacionar un rango de temperatura y las composiciones molares en equilibrio del componente ligero. 1.1.1. Rango de temperatura, calculando: Para definir el rango de temperatura primero se ha de calcular las normal de los componentes puros a la presión del sistema.
º
de ebullición
a) Cálculos de temperaturas de ebullición normal de componentes puros o temperaturas límites del rango a
760. º
Para este cálculo se necesita aplicar la ecuación de Raoult, Thodos y la correlación de Dalton despejados en su
para cada componente, donde la
presión de saturación saturación del compo componente nente equivale a la presión de dell sistema. a.1.)
− = = − a.2.) Resulta: Para el Benceno, reemplazando en (2)
= 008760 = 15.9008760 2788. =51 52.366 353.2518 12
(1) (2)
Para el Tolueno, reemplazando en (2)
= 3096.52 =383.775953.67 137760 = 16.013776053.
ANT A
ANT B
ANT C
ANT TOLUENO
16.0137
3096.52
-53.67
ANT BENCENO
15.9008
2788.51
-52.36
T-Tolueno
110,6
CCL es Ben.
80,1
T-benceno
TABULANDO
BENCENO BENCENO
TOLUENO TOLUENO
353,2518
760,00 292,2349
1,0000
0,0000
356
826,4955 321,0235
0,8684
0,1316 0,944379858
359
904,1921 355,0108
0,7374
0,2626 0,877304282
362
987,4721 391,8283
0,6181
0,3819 0,803100664
365 368
1076,6007 431,6425 1171,8473 474,6247
0,5091 0,4093
0,4909 0,721180744 0,5907 0,631101447
371
1273,4860 520,9512
0,3177
0,6823 0,532183097
374
1381,7945 570,8028
0,2333
0,7667 0,423992703
377
1497,0543 624,3651
0,1554
0,8446 0,306108188
380
1619,5505 681,8282
0,0834
0,9166 0,177511259
383
1749,5710 743,3866
0,0165
0,9835 0,037984107
1784,4590
0,0000
1,0000
383,7759
760,00
F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
13
1
0
SI: TEA>TEB, entonces el componente ligero es B Todo se trabaja en función del componente ligero-CCL
DIAGRAMA DE EQUILIBRIO
0.9 0.8 0.7
O0.6 N E C0.5 N E0.4 B 0.3 Y 0.2 0.1 0 0.0000
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000
0.6000
0.7000
0.8000
0.9000
X - BEN BENCEN CENO O
F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
2. Cálculo de la relación de reflujo mínimo 2.1.
Se aplica la definición de ordenada en el origen a la condición de reflujo mínimo del cual se despeja.
== −
2.1.1.
(3)
Para este cálculo primero hallaremos la corriente de destilado, y esto se calcula empleando el modelo deducido a partir del balance de materia: c) Global:
= =
De donde:
(4)
14
(5)
F uente uente:: E lab laboración oración p prr opi a
= == = = −−
d) Parcial:
(6)
Reemplazando Reemplazan do 1 en 2:
2.2.
(7)
Calculo de las composiciones Para efectuar los cálculos es necesario convertir las fracciones en peso a fracciones fracciones molares med mediante: iante:
= d) En Alimentación
+ + 0.2277 + 0.9915
= = = =
e) En destilado
f) En fondo
2.3.
+
= = = × =20000
Calculo de
0.0117
En la definición c) Calculo de
(8)
De enunciado:
15
(9)
= × =10. 22=0. × 773
d) Calculo de En la definición:
Sabemos
que
(10) entonces
reemplazandoo en (10) tenemos que: reemplazand
=0. 2 27×780. 7 73×92=88. 8 2 =20000 ℎ × 1 =225.1745 ℎ 88.82 =× 270.00117117)=49.479 =225. 1 7×(0.0.929150.
Luego en (9):
Finalmente, en (7):
2.4.
Para el cálculo de relación de reflujo mínimo necesitamos realizar la operación por iteración gráfica. Se supone una pendiente para la línea de operación de la zona de rectificación y se completa con la línea de operación de la zona de agotamiento y de alimentación; luego se trazan los escalones. Si el número de escalones trazadas en una suposición dada es igual al valor de platos entonces se concluye calculando la ordenada de origen. Caso contrario se supone otra pendiente. Entonces procediendo a la realización del problema utilizaremos el diagrama de equilibrio, la línea de alimentación y la línea de operación en la zona de rectificación a la condición de reflujo mínimo, que consiste en trazar la línea de alimentación a la condición de estudio hasta intersectar la curva de equilibrio donde se genera un punto para luego trazar la línea de operación de la zona de rectificación a la condición de reflujo mínimo que
;
pasa por por (
) y el punto de intersección hasta intersectar la ordenada en
el origen donde se lee
.
a) Construcción del diagrama de equilibrio. Con datos de enunciado. b) Calculo de la línea de alimentación.
16
En vista que se conoce solo un punto (0.20;0.20) por donde pasa necesariamente la línea de alimentación, el método para calcular esta línea es utilizando la definición de inclinación de la línea de alimentación, donde la pendiente de la línea de alimentación
está definida por:
= − =
b.1) Aplico la definición de cálculo de
(11) (12)
sabiendo que, para el caso de
alimentación, que indica que el valor de es mayor a la fracción del líquido de la mezcla.
= = = = 225.174549.479= =175.695
b.1.1) Calculo de de : Sabemos que
b.1.1.1) Calculo Calculo de
(13)
Realizando el balance de materia alrededor de la columna tenemos t enemos que:
(14)
Reemplazandoo valores tenemos que: Reemplazand
Por lo que reemplazando en (13), se tiene lo siguiente: = = 225.175.16745=0. 74595 =0.78
Reemplazandoo en (11): Reemplazand
17
F uente uente:: E lab labo or aci ció ón p prr opi a
78 =3.5 = 0.0.781
De igual manera reemplazamos valores en (12):
=arctan =arctan3.5 =74180° =106°
c) Entonces como ya tenemos los valores que pueden ser representados en el gráfico, para poder determinar el valor de
utilizaremos el Método gráfico de
proyección de punto de interse intersección cción de la línea con la curva de equilibrio. c.1) Se aplica:
−∗ −∗ + = gráficamente Donde ∗ ; ∗ se leen
Y*= 0.3499
18
(15)
X*= 0.1512 F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
Reemplazandoo valores en (15) Reemplazand
1 = 0.0.999150. 3 499 9150.1512 = 0.766 0.76 = 0.0.7264 =3.1
Comparando con los datos del paper está dentro del rango, para el cálculo el calculado es de 3.0 y utilizando el método de Mc Cabe Thiele el
es igual a 3.1.
3. Cálculo del número de platos teóricos 3.1.
Primero se gráfica, en este caso fue utilizando el método de Mc. Cabe Thiele seguidamente se calcula las corrientes Este método requiere relacionar el diagrama de equilibrio y las composiciones molares de tope y de fondo. 3.1.1.
Construcción del diagrama de equilibrio Se construye con los datos disponibles del enunciado, para este caso ya se calculó anteriormente.
3.1.2.
Calculo de las composiciones de tope y fondo
=0.99
a) Calculo de composiciones de tope Del enunciado b) Calculo de
Como ya aplicamos la definición básica de fracción molar del componente en función de corrientes, obtuvimos el
valor de 0.01
De modo que según la gráfica tenemos que el número de platos teóricos es igual a
° = 9.
19
Comparando los datos del paper ellos obtuvieron una valor de nuestro con el método de Mc Cabe Thiele es de
° = 9
° = 10
, y el
, las diferencias que se muestran
son mínimas pero ya se explicara más adelante en las ventajas y desventajas de la utilización de los dos métodos.
F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr opi a
4. Número de platos teóricos a la razón de reflujo
Como utilizamos el Método Grafico de Mc Cabe Thiele, se pudo observar que este método interrelaciona el diagrama de equilibrio, con las composiciones molares de las corrientes, luego se trazan las líneas de operación de la zona de rectificación y la línea de alimentación. 4.1.
Con datos disponibles en la solución de este problema ya calculamos los valores de
4.2.
= 0.9999 =0.20
.
Calculo de la línea de operación de la zona de rectificación (L.O.Z.R.) 20
Para este cálculo ya determinamos el ángulo de inclinación que fue de
=106°
.
F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
Según la gráfica tenemos que
= 18
y un rehervidor.
El número de platos teóricos calculado en el paper es de 17.2, y en el nuestro es de . Al igual que los otros casos la diferencia se debe a la utilización de gráficos
18
diferentes, pero que muestran una aproximación en ambos casos.
=
5. Número de platos reales
Para el cálculo de número de platos reales no es otra otr a cosa que la relación de platos teóricos entre el eficiente total, esta relación nos da el valor de platos reales, la cual se muestra en la siguiente ecuación. nº piso pisoss reales
nº pisos pisos teóricos
eficacia 21
.........(16)
Reemplazandoo en 13: Reemplazand nº pis pisos os reales
nº pi pisos sos teóricos
18
eficacia
0,7
26
Para este cálculo cálculo primero realizamos la co construcción nstrucción del diag diagrama rama de equilibrio con los datos disponibles del enunciado, el valor se graficó, seguidamente
=0.20
se trazó una línea recta como se puede observar en la gráfica y de esta manera determinamos la eficiencia siendo esta de 0.70%, pero de igual forma nos pudimos ayudar con el ángulo de inclinación
=106°
, para realizar realizar dicho trazo. trazo. Haciendo Haciendo la
comparación con el paper se muestra una diferencia de tres tr es platos esto se debe a que el número de platos teóricos que se calculó en dicho paper es menor al que calculamos con el método de Mc Cabe Thiele.
0.7 22
F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
6. Eficiencia total de platos
Primero realizamos la construcción del diagrama de equilibrio con los datos disponibles del enunciado, luego calculamos
=0.20
que también se nos fue factible
con datos del enunciado, para el cálculo del ángulo se realizó con los procedimientos explicados en la ecuación 2.5, para este cálculo ya determinamos el ángulo de inclinación que fue de
=106°
, estos valores pasamos a la gráfica la cual nos muestra
que la eficiencia del número de platos es de 0.70 %, comparados con el paper está en rango correcto ya que ellos determinaron una eficiencia de 70-60%. 70 -60%.
23
F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
7. Diámetro de la columna
Para determinar el diámetro de la columna nos apoyamos en la gráfica trazando una recta vertical para hallar el valor desde 0.20 hasta la curva del diagrama de equilibrio seguido de esto trazamos una recta horizontal hasta leer el valor en la gráfica siendo esta de:
2.9
F ue uente nte:: E lab laboración oración p prr op opii a
3. 1 2.9
Por lo tanto, según resultados del paper el diámetro de la columna calcula es de y para nuestro calculo con el método de Mc Cabe Thiele el valor es de
,
8. Costo de la columna
Para llegar a un costo aproximado actual, esta cifra debe estar a un costo corriente aproximado, esta cifra debe ser escalonada por medio del Índice de Costo de Equipo Marshall y Swift o el componente Equipo Fabricado del Índice de Coste de la Planta de Ingeniería Química (Swift, June 2016). 24
a) Método del escalamiento exponencia exponenciall El método se utiliza para estimar costos de plantas y equipos y con lleva el tener en cuenta las economías de escala en el tamaño o capacidad. En caso de que no se encontrara información disponible para “n” se considera n=0,6. Para ello se aplicara la siguiente formula.
=
(21)
Indice CEPCI: Chemical enginering- Plant cost index, 1440 para el año de 1979, sacado del paper, 1468.6 para el año 2009, sacado de CHEMICAL ENGINEERING b) Siguiendo con la solución del problema, tenemos que para un recipiente a presión el número de platos platos es : (Tarquin, 2015). Se Según gún la tabla que ssee presenta en este este libro 6.6 de la página 314 del capítulo 6. EQUIPO
a
B
s
n
Platos
290
550
5.0
1.9
Para aquellos ingenieros que no tienen acceso a datos de coste fiables o programas de estimación, se pueden usar las correlaciones dadas en la tabla del libro 6.6 para estimaciones preliminares. Las correlaciones correlaciones en la tabla 6.6 están en la siguiente forma:
=×
(22)
del equipo en una base US Gulf Coast, Enero 2007, Indice CEPCI , == Coste Constantes de coste de la tabla 6.6. del libro
==
Parámetro del tamaño, unidades en la tabla 6.6. del libro Exponente para cada tipo de equipo
Reemplazando valores valores en la ecuación (22):
=290550×5. 0. =11995.92393
Según el libro de CHEMICAL ENGINEERING, muestra en la tabla 6.3 los factores de instalación propuestos por (Hand, 1958). TIPO DE EQUIPO
FACTOR DE INSTALACIÓN 25
Columnas de Destilación
4
La precisión y fiabilidad de una estimación se puede mejorar dividiendo el proceso en subunidades y usando factores que dependan de la función de subunidades, propuestos por (Guthrie, 1969). 1969). Entonces, multiplicando por el factor de instalación i nstalación resultaría:
=11995.92393×4=47983.69574
Reemplazando este valor en la ecuación (21):
47983.69574 = 1440 2 1468. 6 2=$48,936
Si bien en el paper muestra que el costo para los 29 platos es de $36,000 para este caso es $48,936, este precio es menor y se ve reflejado debido a que el número de platos calculados con el método de Mc Cabe Thiele es de 26 platos.
2.3. METODO PONCHON SAVARIT 1. CALCULO DEL NUMERO DE PLATOS TEORICOS 1.1.
Construir el diagrama de equilibrio de las composiciones
Se necesita hallar las composiciones 1.1.1. Hallando las composiciones s Para el cálculo de este se utiliza la ecuación combinada de raoult y Dalton en función de composiciones
1.1.1.1.Calculo de
Para el cálculo de este se usa la ecuación de raoult y Dalton en función de sus presiones 26
− = −
1
Calculo de la presión del sistema
De enunciado P=760 mmHg Cálculo de las presiones de saturación y temperatura de
ebullición Primero usamos la ecuación de antoine función de la presión para hallar la temperatura de ebullición y después la ecuación de antoine en función de su temperatura y con datos de las constantes en el enunciado
Para el benceno
= −
(2)
Para el tolueno − = = − = − 1.1.1.2.CALCULO 1.1.1.2.CALCUL O DEL
(3)
(4)
(5)
Se tiene las presiones de saturación de la ecuación (3) y (5) y de la ecuación
= × 6 (1)
las
composiciones
del
entonces
reemplazamos en seis y hallamos h allamos las composiciones de
Con estos datos hallados se construye el diagrama de equilibrio de las composiciones composiciones
1.2.
CONSTRUCCION
DE
DIAGRAMA
DE
ENTALPIA –
COMPOSICION Con datos del enunciado o con datos encontrados en tablas para cada compuesto y a las presiones dadas
1.3. CONSTRUCCIÓN DE LA LÍNEA DE BALANCE GLOBAL DE MATERIA 27
Se construye en función de dos puntos, la intersección de la coordenada
sobre
la curva de entalpia de mezcla de líquido y la otra es el punto de diferencia de la zona de rectificación
1.3.1. Punto de intersección de liquido
sobre la curva de entalpia de mezcla de
1.3.2. Cálculo de la relación del reflujo mínimo (
)
Se aplica la definición de reflujo mínimo propuesto por Ponchon Savarit en función de entalpias.
1.3.2.1.Cálculo de H1
ℎ = ℎ
H1 es la entalpia del vapor que sale del plato 1; se lee gráficamente al proyectar la intersección de la línea de balance de calor y masa, proyectado con con XD con la entalpia del vapor hacia la ordenada. Se calcula con la interacción de la línea de balance de calor y masa con la curva de entalpía de mezcla de líquido.
1.3.2.2.Cálculo de
Ubicar la composición
sobre la curva de entalpia de mezcla
líquida, con el apoyo del diagrama de equilibrio se calcula la composición de vapor en equilibrio con la composición
( )
se ubica sobre la curva de entalpia de mezcla de vapor. Unir con mediante una línea de enlace.
Calculado
Proyectar la línea de enlace hasta intersectar la abscisa con la
composición del destilado, donde se lee l ee la coordenada buscada. buscada.
( ) =. =4.413
Reemplazando tenemos 28
1.3.3. Cálculo del número de etapas de equilibrio teórico
Se relaciona el diagrama de equilibrio, diagrama de entalpia de las composiciones molares de la corriente, la línea de balance global de materia, las líneas de balance de calor y masa y las líneas de enlace.
1.3.3.1.Construcción del diagrama de equilibrio con datos disponibles en el enunciado. 1.3.3.2.Construcción 1.3.3.2.Constr ucción del diagrama de entalpia – composición composición con datos disponibles en enunciado. 1.3.3.3.Cálculo de las composiciones molares de las corrientes de enunciado.
= =
0.2277 0.9915 0.117
1.3.3.4.Construcción 1.3.3.4.Constr ucción de línea de balance global de materia. Para este caso la línea de balance global de materia se construye en función de dos puntos conocidos, uno es la intersección de la ordenada
con la curva de entalpía de mezcla de líquido y el otro
punto es el denominado punto de diferencia de la zona de rectificación.
1.3.3.4.1. Cálculo del punto de intersección de coordenada curva de entalpia de mezcla del líquido. Consiste en ubicar la composición
sobre la entalpía de mezcla de líquido.
1.3.4. Cálculo del
∆, =0.9915 ℎ
a) Calculo del
De enunciado b) Calculo de
29
con
siguiendo su coordenada
Se calcula aplicando la definición de relación de reflujo externo propuesto de Ponchon Sava Savarit rit en función de ssuu entalpia.
ℎ = ℎ
Despejando:
ℎ = ℎ ℎ =130. 4 5 =93.86
b.1) Datos disponibles: disponibles:
b.2) Cálculo de R Se calcula aplicando la definición de relación de
en función de
un número de veces de la relación de reflujo mínimo =1. 4 ∗
1.3.5. Construcció Construcción n de línea de balance de calor y masa.
Se construye trazando la línea desde los puntos de referencia según la zona de diseño.
1.3.6. Construcció Construcción n de líneas de enlace. Se construye uniendo las composiciones en equilibrio L-V. Finalmente graficando.
TABULANDO
BENCENO BENCENO
353,2518
760,00 292,2349
1,0000
0,0000
356
826,4955 321,0235
0,8684
0,1316 0,944379858
359
904,1921 355,0108
0,7374
0,2626 0,877304282
362
987,4721 391,8283
0,6181
0,3819 0,803100664
365
1076,6007 431,6425
0,5091
0,4909 0,721180744
30
1
TOLUENO TOLUENO
368
1171,8473 474,6247
0,4093
0,5907 0,631101447
371
1273,4860 520,9512
0,3177
0,6823 0,532183097
374
1381,7945 570,8028
0,2333
0,7667 0,423992703
377
1497,0543 624,3651
0,1554
0,8446 0,306108188
380
1619,5505 681,8282
0,0834
0,9166 0,177511259
383 383,7759
1749,5710 743,3866 1784,4590 760,00
0,0165 0,0000
0,9835 0,037984107 1,0000 0
FIGURA 4. Diagrama de equilibrio de benceno, en geogebra Fuente:: E la Fuente laboración boración propia
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FIGURA 4. Diagrama de entalpia, composiciones en geogebra Fuente:: E la Fuente laboración boración propia
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