Universidad de Córdoba

Facultad de Ingenierías - Programa de Ingeniería de Alimentos

Curso Operaciones Unitarias II

3er Parcial Destilación

Nombres______________________________________________________________

1. Una mezcla de 100 moles que contiene 50% mol de n-pentano y 50% mol de n-heptano

se destila en condiciones diferenciales a 103.3 kPa hasta obtener 40 moles. a) Realice una

representación esquemática de la situación y plantee los supuestos necesarios b) Determine

la composición promedio y las moles del total del vapor destilado (D) y la del líquido

remanente (R). Muestre el proceso de iteración grafica, el área bajo la curva y la función que

lo representa con el software Graph. Referencie correctamente cualquier dato adicional

utilizado. Los datos de equilibrio son los siguientes, donde x e y son fracciones mol de

n-pentano (0,5)

X y x y

1.000 1.000 0.254 0.701

0.967 0.984 0.145 0.521

0.594 0.925 0.059 0.271

0.398 0.836 0.000 0.000

2. Se somete a una destilación fraccionada continua una mezcla binaria que contiene 40%

en volumen del componente volátil. Se desea obtener un destilado cuya fracción molar de

componente volátil sea de 0.90, y un producto de cola de fracción molar en componente

pesado 0.93. La volatilidad relativa del componente respecto del pesado puede considerarse

constante e igual a 2.85. La columna trabaja con un a relacion de reflujo 75% superior a la

minina. Con base en esta información a) Realicen una representación esquemática con todos

los supuestos b) Calcule los datos de equilibrio para el sistema c) Realizando las

consideraciones necesarias y justificadas determine el NER si el alimento es vapor saturado d)

El plato de alimentación. e) Las composiciones de líquido y vapor que salen de cada plato.

f) Realizando las consideraciones necesarias y validas determinen el calor de ebullición (QR)

y el calor de condensación (QC). g) Realizando las consideraciones necesarias y validas

determinen el diámetro de la columna (DC) h) Si el alimento es líquido a 20 oC encontrar la

ecuación de la recta q, de la condición de alimento. Referencie correctamente cualquier dato

adicional utilizado (2,5)

3. En una columna de rectificación se desea separar a 10 atm de presión, una disolución

acuosa con 26% en peso de amoniaco a 90°C de temperatura. Se desea obtener un destilado

con el 99% en peso de amoniaco y un residuo con un contenido en amoniaco de 2% en peso.

La razón de reflujo externa es la unidad, siendo el condensador total. Realicen una

representación esquemática de la situación. Si se emplea vapor de agua saturado como agente

de calefacción directo, determinen: a) El número de unidades de transferencia requeridos para

esta separación utilizando el método de cálculo riguroso, suponiendo que controle la fase

gaseosa, tanto en el sector de enriquecimiento como en el de agotamiento. b) La altura de la

columna, así como la posición del alimento, si la altura de la unidad de transferencia tanto en

el sector de enriquecimiento como en el de agotamiento tiene el valor de 1 m. c) Repitan los

apartados a y b para los dos casos siguientes. Suponiendo que controle la fase líquida y

suponiendo que controlen por igual ambas fases; tanto en el sector de enriquecimiento como

en el de agotamiento. Consideren los siguientes datos adicionales para la solución de la

situación: Entalpía del alimento a 90 oC: 78 kcal/kg. Entalpía del vapor de alimentación: 665

kcal/kg. Consideren también los siguientes datos de equilibrio y entálpicos para el sistema

amoniaco-agua:

x (másica)

y (másica)

H (kcal/kg)

h (kcal/kg)

0.000 0.000 185 665

0.025 0.160 - -

0.050 0.300 - -

0.075 0.450 - -

0.100 0.530 145 644

0.200 0.795 110 633

0.200 0.915 85 605

0.400 0.965 63 587

0.500 - 50 565

0.600 - 47 540

0.700 - 55 515

0.800 - 70 490

0.900 - 90 462

1.000 1.000 100 380

Para facilidad de los cálculos supongan que se cumple que las fracciones másicas coinciden

con las razones másicas. Tengan en cuenta la sección 8.4.2.3 del libro Operaciones de

Separación en Ingeniería Química de Martínez y Rus 2004 para la solución. Describan con

la mayor claridad posible todos los procedimientos utilizados. Explique cualquier

procedimiento grafico utilizado. (2,0)

“Muestren claramente todos los cálculos, procedimientos y dimensiones

utilizadas en cada situación”