Tarea Ext Liq Liq

Ejercicios de extracción líquido – líquido 1.- En un proceso industrial de extracción líquido – líquido con múltiples etapas en contracorriente, se procesan 5000 lb/hr de una solución acuosa de ácido acético al 40 % peso de ácido con la finalidad de recuperar como mínimo un 92 % del ácido acético. Como solvente se utiliza éter isopropílico puro en una cantidad igual a 2.15 veces la cantidad mínima. Calcular: a) El número de etapas ideales necesarias Primero localizamos los puntos F y B en el diagrama. Queremos una recuperación del 92%, así que suponemos que en R N habrá 2.5% de C. Entonces trazamos Pmin para luego trazar una línea de E min a RN y la c intersección con la recta FB, tenemos Mmin, siendo x Mm=0.1889 . Entonces la cantidad mínima de disolvente es: 5000( 0.4−0.1889) B min = =5587.6125 kg 0.1889 Por lo tanto,

B=2.15 ( 5587.6125 )=12013.367 kg

Calculando el punto M: ´ FM 12013.367 = =0.706 ´ 17013.367 FB ´ =0.706 ( 18.6 cm )=13.13 cm FM Localizamos el punto M en el diagrama, luego trazamos la recta

RN´ E 1

que pasa por RN y M. Hallamos el punto P con la intersección de la recta ´1 RN´ B y FE Comprobando que cumplimos con la recuperación: E1´M RN 2 cm = = ´ E 1 R N 17013.367 14 cm RN =2430.481

lb h

E1=14582.886 lb /h

C

C

%recup=

F x F −R N x N ∗100 C F xF

%recup=

0.4 ( 5000 )−0.025(2430.481) ∗100=96.96 0.4(5000)

Procedemos a realizar los trazos correspondientes en la gráfica obteniendo un proceso de 6 etapas. b)

Flujos y composiciones del extracto y del refinado

Las composiciones de cada etapa se muestran en la siguiente tabla: Etapas 1 2 3 4 5 6

REFINADO A B 0.683 0.036 0.783 0.028 0.854 0.022 0.911 0.019 0.945 0.015 0.9625 0.0125

C 0.281 0.189 0.124 0.07 0.04 0.025

EXTRACTO A B 0.045 0.821 0.0295 0.89 0.0955 0.937 0.007 0.969 0.0065 0.981 0.001 0.994

Los flujos se obtienen por un balance de energía. F+ E 2=R1 + E1 E2−R1 =E1−F E2−R1 =9582.886 0.0805 E2−0.281 R1=−45.8933 E2=13659.273

lb h

R1=4076.387lb/ h E3−R 2=9582.886 0.048 E3−0.189 R2 =−45.8933

C 0.134 0.0805 0.048 0.024 0.0125 0.005

E3=13170.6295

lb h

R2=3587.7435 lb /h E4 −R3=9582.886 0.024 E 4−0.124 R 3=−45.8933 E4 =12341.7116

lb h

R3=2758.8256 lb /h E5−R 4=9582.886 0.0125 E5−0.07 R 4=−45.8933 E5=12 464.266

lb h

R4 =2881.3804 lb/h E6−R 5=9582.886 0.005 E6−0.04 R5=−45.8933 E6=12263.1068

lb h

R5=2680.2208 lb /h

c) Flujos y composiciones de los productos extraído y refinado PRODUCTO REFINADO A B C 0.9745 0 0.0255

PRODUCTO EXTRAÍDO A B C 0.268 0 0.732

2.- En un proceso industrial de extracción líquido – líquido con cuatro etapas en contracorriente, se procesan 2575 kg/hr de una solución acuosa con 55 % peso de acetona, con la finalidad de recuperar el 95 % de la acetona. Como solvente se utiliza benceno puro. Calcular: a) La cantidad de benceno a utilizar b)

Flujos y composiciones del extracto y del refinado en cada etapa

c) Flujos y composiciones de los productos extraído y refinado finales, utilizando regla de la palanca y balances de materia, no ajustando composiciones Flujo Corriente (kg/hr) Acetona H2O F 2575 55% 45% 1416.25 1158.75 kg/hr B

¿¿¿¿¿???? Benceno puro

Recuperación Acetona 95%

1345.43 75 Kg/hr

Dado que A y B son inmiscibles

R4 H2o Acetona

1229.56 25 kg/hr 1158.75 kg/hr 70.8125 kg/hr

94.24% 5.76%

Para el diagrama xF' x4' y0'

A/B = a)

B=

1.22222 22 0.06111 11 0 0.81967 21 1413.6 75 Kg/hr