Ejercicio 01

1

Ejercicio 01 Un hidrocarburo relativamente no volátil que contiene 4% de mol de propano se extrae por acción directa de vapor sobrecalentado en una torre de extracción de platos, para reducir el contenido de propano a 0.2%, la temperatura se mantiene constante a 422 oC por medio de un calentamiento de la torre que opera a 2.026x105 Pa de presión. Se usa un total de 11.42 kgmol de vapor directo para 300 kgmol de líquido de entrada total. El equilibrio vapor – líquido se puede representar mediante y=25x, donde “y” es la fracción mol de propano en el vapor y “x” es la fracción mol del propano en el hidrocarburo. El vapor se puede considerar como gas inerte y no se condensara. Grafique las líneas de operación y de equilibrio, y determine el número de platos teóricos.

LS= L2(1-xA2) = 300 kmol (1 – 0.04) = 288 kmol GS= G1 (1- yA1)

yA1 = 0

GS= G’= G1 ; Ls=L’

XA2 = xA2/(1-xA2) ; XA2= 0,416 (LS/GS)optimo= (YA2- YA1)/(XA2-XA1) YA2 = (LS/GS )*(XA2-XA1) YA2 = (288 kmol/ 11.42 kmol )*(0.0416- 0.0020) YA2 = 0.9986 yA2 = YA2/ (1+ YA2)= 0.9986/1.9986 = 0.4996 G2= GS/(1- yA2 )= 11.42 kmol/ 1-0.4996 = 22.8217 kmol L1= LS /(1- xA2)=288 kmol /1-0.002 =288.5771 kmol 1

2

BMG: G2*y2 + L1*x1 = G1*y1 +L2*x2 GsY2+LsX1=GsY1+LsX2 Y= Y1 -(Ls/Gs)*(X1-X2) Linea de operaciones Curva de equilibrio : y= 25x X= y/(1-y) Y= y/(1-y) x y X Y

o 0 0 0

0,002 0,5 0,002 0,002

0,005 0,125 0,005 0,00502

0,009 0,225 0,009 0,00908

0,01 0,25 0,010 0,010

0,013 0,325 0,013 0,0131

0,015 0,375 0,015 0,0152

0,018 0,45 0,018 0,018

0,02 0,5 0.0204 0,0208

Tenemos 4 platos teoricos

Ejercicio 02 Queremos absorber 90% de Acetona (A) en una mezcla de gas (A+aire) conteniendo 1% de A en mol. El debito de gas entrante en el absorbedora es de 30mol/h, y el de liquido del disolvente puro (H2O) que entra en el absorbedora es de 90 mol/h. La relacion de equilibrio y= 2,53x ; T=300 oK; PT=101,3 kPa suponemos que la concentracion de A en el gas es débil. Determina el numero de platos teoricos o etapas teoricos.

2

3

BMP: Gn+1*yn+1 + Lo *xo = Ln* xn + G1* y1 Gn+1 =G1 = 30mol/h; Ln=Lo = 90mol/h; concentraciones debiles (muy diluidas). Deducimos xn = 0,003 X= x/(1-x) ; Y= y/(1-y) Y = Y1 - (L’/G’)*(X1-Xn) ; Linea de operaciones Curva de equilibrio : y= 2,53x x y X Y

0 0 0 0

0,0005 0,00126 0,0005 0,00126

0,001 0,0025 0,001 0,0025

0,0013 0,0033 0,0013 0,0033

0.0015 0,0038 0,0015 0,0038

0.002 0,005 0,002 0,005

Numero de platos teoricos = 5,2 3

0.0025 0,0063 0,0025 0,0063

0,0028 0,007 0,0028 0,007

0,003 0,0076 0,003 0,0076

0,004 0,0101 0,004 0,0102

4

Ejemplo 03

Una mezcla gaseosa conteniendo 90mol% de N2 y 10mol% de CO2 pasa a través de un absorbedora en la que el agua (H2O) puro a 5 oC se utiliza como solvente. isotermica T=5 OC, isobarico P=10atm ; L’/G’ =1,5(L’/G’)min. Determina el numero de platos teoricos necesarias para absorber 92mol% de CO2 ; constante de henry es de 876 atm /fraccion molar G=100mol/h

Curva de equilibrio:

Linea de operaciones: Y = Yn+1 - (L’/G’)*(Xn-Xo)

4

5

(L’/G’) =1,5* (L’/G’)min = 1,5 * 96,3 = 144,5

L’/G’ = (Yn+1-Y1)/(Xn-Xo)

5

6

Numero de platos teoricos es 3,8

6