PROBLEMA PARA GUIA DE DESTILACION I

OPERACIONES UNITARIAS III 2013 TRABAJO PRACTICO N4 Tema: DESTILACION (Flash, diferencial, arrastre con vapor) _____________________________________________________________________________________

PROBLEMA N1 Las presiones de vapor de n-heptano (C7H9) y n-octano (C8H10) se consignan en la tabla a continuacin:

Temperatura (C)Presiones de Vapor (mm. Hg)

C7H9C8H10

98,4760333

105940417

1101050484

1151200561

1201350650

125,61540760

a) Obtener las grficas (T x,y) y (x,y) cuando la presin es de 101,32 kPa y suponiendo que el sistema presenta comportamiento ideal. b) Una mezcla lquida que contiene 50% mol de n-heptano y 50% mol de n-octano a 30 C, se va a destilar instantnea y continuamente a 1 atm para evaporar el 60% mol de la mezcla. Cul ser la composicin del vapor y del lquido y la temperatura en el separador?.

PROBLEMA N2

Una mezcla que contiene 70 moles % de benceno y 30 moles % de tolueno se destila en condiciones diferenciales a 1 atm. Se vaporiza un tercio del total de moles de la alimentacin. Calcular la composicin promedio del destilado y la composicin del lquido remanente. Los datos de equilibrio del sistema benceno tolueno se muestran a continuacin.

xBENCENO0,0000,1300,2580,4110,5810,7801,000

yBENCENO0,0000,2610,4560,6320,7770,9001,000

PROBLEMA N3 Utilizando los diagramas (T x,y) y (x,y) obtenidos en el Problema N1, determnese la temperatura, caudales y composiciones de las fases vapor y lquido en equilibrio a 101,32 kPa para las condiciones seguidamente detalladas y con alimentacin de 100 kmoles/h de mezcla (C7H9 + C8H10).CondicinxFyn-heptanoxn-octano(V/F)T (F)

10,5********************0,2**********

20,40,6******************************

30,6**********0,7********************

40,5********************0**********

50,5********************1**********

60,5******************************225

PROBLEMA N4 Una mezcla de 40 moles % de isopropanol en agua se destila en forma diferencial a 1 atm. hasta vaporizar el 70 % de la carga (sobre una base molar). Los datos de equilibrio del sistema se muestran en la tabla adjunta.

a) Cules sern las composiciones del residuo lquido y del destilado obtenido?.

b) Si se realiza una destilacin repentina de la mezcla, cules sern las composiciones del vapor destilado y del lquido remanente?.

xISOPROP0,01180,08410,19780,34960,45250,67940,76930,9442

yISOPROP0,21950,46200,52420,55160,59260,68210,74210,9160

PROBLEMA N5 Una mezcla de benceno y tolueno, de composicin 0,40 en fraccin molar, se somete a destilacin diferencial a la presin atmosfrica. Puede suponerse que (volatilidad relativa) es constante e igual a 2,5. Si la operacin se interrumpe cuando ha destilado el 65 % de los moles iniciales, calcular:a) La concentracin del destilado.

b) La concentracin del lquido remanente.

c) El porcentaje de benceno contenido en el destilado, con respecto al contenido inicial de benceno.PROBLEMA N6 Un lquido que contiene 60 moles % de tolueno y 40 moles % de benceno ingresa como alimentacin continua a una unidad de destilacin flash que opera a la presin atmosfrica. Qu porcentaje del benceno contenido en la alimentacin sale con el vapor si el 90 % del tolueno que entra con la alimentacin sale con el lquido?. Supngase una volatilidad relativa de 2,3.

PROBLEMA N7

Una mezcla contiene 100 kg. de H2O y 100 kg. de etilanilina (P.M. = 121,1 g./mol), ste ltimo inmiscible en agua. El compuesto orgnico tiene una pequea cantidad de impurezas no voltiles disueltas. Para purificarla, la etilanilina se destila con arrastre de vapor, haciendo burbujear vapor saturado en la mezcla a presin total de 101,32 kPa. Determinar el punto de ebullicin de la mezcla y la composicin del vapor. La presin de vapor de los componentes puros se muestra en la tabla adjunta.

Temp., C80,696,099,15113,2

PAGUA , kPa.48,587,798,3163,2

PETILANILINA ,kPa.1,332,673,045,33

PROBLEMA N8 Una mezcla lquida de benceno y tolueno a 200C y 50 atm de presin, con una composicin del 40% en moles del primero, se introduce en una cmara a 1 atm. de presin, en la que experimenta una destilacin flash. A la presin atmosfrica, las temperaturas de ebullicin de benceno y tolueno son 80 y 111C, respectivamente. Suponiendo que la mezcla presenta comportamiento ideal y que la volatilidad relativa () se mantiene constante, calcular:

a) Proporcin de la alimentacin (V/F) que se vaporiza y composicin de las corrientes resultantes.

b) Temperatura (C) que se alcanza en la cmara.

Datos:

Log P0TOLUENO = 6,95334 [1333,943/(T+219,337)]; {P0 en mmHg, T en C}

Volatilidad relativa del benceno respecto del tolueno: ((BT) = 2,33

PROBLEMA N9 En un recipiente cerrado y equipado con un pistn, se introducen 4 moles de benceno y 6 moles de tolueno. El recipiente se sumerge en un tanque de agua hirviendo, de manera que la temperatura se mantiene en 100 C. La fuerza que se ejerce sobre el pistn hace que la presin inicial en l sea de 1.000 mm Hg. Esta fuerza se disminuye gradualmente hasta que la presin es de 600 mm Hg. Teniendo como base el diagrama de equilibrio benceno-tolueno, a esa temperatura, calcular:a) Presiones de vapor de benceno y tolueno a 100 C.

b) En el estado inicial, (1.000 mm Hg), qu fases coexisten en equilibrio?; c) A qu presin se produce la primera burbuja de vapor y cul es su composicin?d) A qu presin se evapora la ltima gota de lquido y cul es su composicin?e) Calcular la relacin (moles de vapor / moles de lquido) a 800 mm Hg.

_____________________________________________________________________________________

Pgina 1 de 4