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1.- Calcular la relacin de reflujo mnimo para una columna de destilacin fraccionada que opera a 315 psia, a la cual se suministra una mezcla de hidrocarburos que se encuentra vaporizada en un 66 %. Los flujos individuales de cada componente, expresados en lbmol/hr se presentan a continuacin:

Componente fi di bi Metano 26.0 26.0 0.0

etano 9.0 9.0 0.0

Propano 25.0 24.6 0.4

n-Butano 17.0 0.3 16.7

n-Pentano 1.0 0.0 11.0

n-Hexano 12.0 0.0 12.0

2.- Determinar el nmero de etapas de equilibrio que se requieren para un reflujo total de una mezcla que se encuentra en su punto de burbuja; cuya composicin y especificaciones adicionales se dan a continuacin:

- Flujo de alimentacin : 100 lbmol/h

_ componentes:

Benceno 35 % molar

Tolueno 20 % molar

o-Xileno 20 % molar

m-Xileno 15 % molar

Cumeno 10 % molar

- Presin de destilacin : 760 mm Hg

- Reflujo : 1.25 Rmn

- Recuperacin 98 % de Benceno en el destilado

- Recuperacin 95 % de Tolueno en los fondos

3.- Determine la relacin de reflujo mnimo a emplear en una columna de destilacin fraccionada, de acuerdo con las especificaciones siguientes:

- Flujo de alimentacin : 100 lb mol/h

- Condicin trmica : % de vaporizacin, 30 %

_ componentes:

propano 25 % molar

n-butano 15 % molar

n-hexano 5 % molar

i-pentano 25 % molar

i-butano 20 % molar

n-pentano 10 % molar

- Presin de destilacin : 200 Psia

- Reflujo : 2 moles/mol de alimentacin

- Recuperacin 95 % de i-butano en el destilado

- Recuperacin 90 % de n-pentano en los fondos

4.- Determinar el nmero de etapas de equilibrio que se requieren para separar por destilacin fraccionada 100 moles/h de una mezcla (liquido saturado) constituida por benceno (2.2% molar), tolueno (7.4% molar), etilbenceno (43.4% molar) y estireno (47.0% molar) a una presin de 160 mm Hg.

La separacin debe realizarse en una columna provista de un recalentador y de un condesador total, que opera con una relacin de reflujo igual a 1.3 el mnimo, de manera tal que se permite una concentracin mxima de 5 moles % de etilbenceno en el destilado y de 0.5 moles % de tolueno en los fondos.

5.- Una mezcla de orto, meta y paranitrotolueno conteniendo 60, 24, y 16 % molar de cada ismero debe destilarse a una presin de 10 KN/m2.

Debe recuperarse en el destilado el 90 % de las moles del ismero orto cargado a la columna. Si la mezcla esta disponible a una temperatura 146 (C. Determinar:

a) La composicin de los productos

b) la relacin de RmnDatos: constantes de Antoine

componente A B C

Ortonitrotolueno 7.62700 2146.70 230

Metanitrotolueno 7.42464 2098.79 230

Paranitrotolueno 7.47789 2152.81 230

6.- En la industria del petrleo se utiliza el reformado con hidrgeno sobre un catalizador para romper las fracciones de gasolina de elevada temperatura de ebullicin en fracciones de menor temperatura de ebullicin y de mayor valor comercial. Las fracciones que contienen compuestos naftnicos y parafnicos de cadena larga se hacen reaccionar aproximadamente a 480 (C y 50 Kg/cm2 en cmaras catalticas, y el producto despus de que el hidrgeno se ha separado y recirculado al reactor o eliminado, es una mezcla compleja de hidrocarburos aromticos y alifticos, de cadena corta.

Considere el siguiente caso, en el cual han de separarse 1000Kg/hr del producto procedente del reactor, cuya composicin es la siguiente:

iso-pentano 21.3 % molar

n-hexano 14.4

n-heptano 10.8

tolueno 14.2

etilbenceno 19.5

p-xileno 14.1

o-xileno 5.7

Se debe separar esta mezcla compleja en una columna de destilacin que opera a la presin atmosfrica, provista de un condensador total y de un recalentador, para obtener en el destilado una concentracin mxima de tolueno de 0.4 % molar y una concentracin mxima de n-heptano en el producto de fondos de 0.4 % molar.

La alimentacin est disponible a la condicin de lquido saturado.

Determinar el nmero de etapas de equilibrio y la ubicacin del plato de carga si R = 1.2 Rmn.

100 (F 150 (F 200 (F 250 (F 300 (F 400 (F

iso-pentano 1.3000 ...... 5.1000 ...... 12.000 21.000

n-hexano 0.3300 ...... 1.9000 ...... 5.600 12.000

n-heptano 0.1160 ...... 0.8200 ...... 3.500 7.300

tolueno 0.0760 0.2450 0.6300 1.4000 ...... ......

etilbenceno 0.0285 ...... 0.2850 ...... 1.420 4.400

p-xileno 0.0240 ...... 0.2580 ...... 1.320 4.100

o-xileno 0.0185 ...... 0.2120 ...... 1.130 3.650

7.- A una columna de destilacin, que opera a la presin atmosfrica, se suministra una mezcla lquida que contiene 15% en peso de o-xileno, 60 % en peso de m-xileno, 15 % en peso de p-xileno, 6 % en peso de benceno y 4 % en peso de etilbenceno.

Determinar el nmero de etapas necesarias a reflujo total para recuperar un 80 % de p-xileno y un 85 % de m-xileno.

8.- Determinar el nmero de etapas de equilibrio y la ubicacin de la bandeja de alimentacin para una columna de destilacin que opera con R = 1.25 Rmn, cuyas especificaciones son:

Flujos expresados en lb mol/hr.

Componente fi di bi i

Propano 18.5 4.01

n-Butano 15.0 1.81

Heptano 14.0 0.20

Etano 12.0 8.55

Hexano 11.3 0.45

Octano 10.5 0.12

n-Pentano 10.2 0.85

i-Pentano 5.0 0.009 1.00

i-Butano 3.5 0.003 2.32

Asumir que dentro de las condiciones de operacin, las volatilidades relativas de cada compuesto son constantes.

9.- Debe destilarse en forma continua una mezcla de 4 componentes: A, B, C y D , la que se encuentra vaporizada en un 30 % para dar un producto de destilado y otro de fondos que cumplen con las siguientes especificaciones:

Compo xiF xiD xiB ir A 0.30 0.920 1.40

B 0.15 0.040 0.200 1.00

C 0.30 0.025 0.75

D 0.25 0.015 0.50

Utilizando el mtodo simplificado y para una relacin de reflujo igual a 6 determine el nmero de etapas de equilibrio ideales requeridas y la ubicacin de la bandeja de alimentacin.

10.- Una mezcla constituida por benceno, tolueno, xilenos y cumeno se somete a destilacin fraccionada para recuperar en el destilado el 98.5 % del benceno, y en el producto de fondos el 96 % del tolueno.

Si la mezcla es un lquido saturado que tiene la siguiente composicin:

Componente % xiF molar irBenceno 35 2.25

tolueno 30 1.00

xileno 20 0.33

cumeno 15 0.21

Considerando constantes las volatilidades relativas de stos compuestos, dentro de las condiciones de operacin, para una relacin de reflujo igual a 3; determine el nmero de etapas de equilibrio as como la ubicacin de la bandeja de alimentacin