1 PROBLEMAS TEMA 12 Problema 1 Las mezclas formadas por los

Problemas Tema 12. Contacto intermitente entre fases: Rectificación
PROBLEMAS TEMA 12
Problema 1
Las mezclas formadas por los componentes 1 y 2 se comportan idealmente en
todo el intervalo de sus temperaturas de ebullición a presión atmosférica. Determinar:
a) La temperatura de burbuja de una mezcla líquida cuya fracción molar del
componente más volátil es x1 = 0,4.
b) La temperatura de rocío de una mezcla vapor cuya fracción molar de
componente más volátil es y1 = 0,4.
c) Las composiciones del vapor y del líquido y las cantidades de ambas fases que
resultan en la destilación súbita de 100 moles de mezcla líquida de composición
x1 = 0,4 a 345 K.
Datos:
Presiones de vapor de los componentes puros.
T (K)
P10 (kN/m2)
P20 (kN/m2)
333
101,3
50,6
338
120,1
60,1
343
121,7
70,9
348
166,4
83,2
353
194,5
97,3
354,3
202,4
101,3
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Problema 2
En una cámara mantenida a 101,33 kN/m2 y 373 K se introduce una mezcla
líquida de benceno-tolueno con 40 % en moles del primero a 202,66 kN/m2 de presión.
Suponiendo comportamiento ideal de la mezcla, calcular las cantidades de
líquido y vapor producidos por mol de mezcla inicial y su composición en la destilación
súbita que se produce.
Datos:
A 373 K las presiones de vapor de los componentes puros son:
P10 = 180,06 kN/m2 ; P20 = 74,12 kN/m2.
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Problema 3
Por rectificación de una mezcla benceno-tolueno se obtiene un destilado de
composición 0,95 en fracción molar. Las composiciones del líquido procedente de dos
platos contiguos situados por encima de la entrada de la alimentación son 0,60 y 0,48.
Determínese la razón de reflujo interna empleada, sabiendo que el valor medio
de la volatilidad relativa es 2,17.
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Problema 4
Se quiere rectificar una mezcla de dos componentes (A y B), siendo A el
componente más volátil. El alimento es líquido, y entra con una composición de 0,2 en
A. La composición del destilado es 0,95 y la del residuo 0,1. Se quieren obtener 100
moles/h de destilado. Las composiciones de vapor y líquido de 2 platos contiguos
situados por encima de la alimentación son yn = 0,79 y xn-1 = 0,75.
Determínese:
a) La razón de reflujo interna empleada.
b) El número de pisos teóricos necesarios.
c) El número de pisos reales sabiendo que la eficacia es 0,5.
Datos:
x
y
0,10
0,209
0,22
0,404
0,34
0,555
0,50
0,712
0,58
0,776
0,78
0,9
0,94
0,976
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Problema 5
Se desea separar una mezcla de dos componentes A y B con 40 % en moles de
A, en un destilado que contenga 90 % en moles de A y un residuo con 5 % en moles de
A, mediante rectificación continua en una columna de pisos. El alimento entra como
líquido saturado y se utiliza una relación de reflujo dos veces la mínima. Calcular el
número de pisos reales necesario si la eficacia global es del 65 %.
Datos:
Equilibrio líquido-vapor.
x
y
0,00
0,00
0,10
0,30
0,20
0,50
0,30
0,62
0,40
0,70
0,50
0,76
0,60
0,81
0,70
0,84
0,80
0,88
0,90
0,93
1,00
1,00
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Problema 6
Se desea diseñar una columna de rectificación para separar 10.000 kg/h de una
mezcla que contiene 40 % de benceno y 60 % de tolueno, con el fin de obtener un
producto de cabeza (destilado) con 97 % de benceno y un producto de cola (residuo)
con 98% de tolueno. Todos estos porcentajes están en peso. Se utilizará una relación de
reflujo externa de 3,5.
a) Calcular los caudales de destilado y residuo producidos.
b) Determinar el número de platos ideales y la situación del plato de
alimentación si la alimentación entra como líquido a su temperatura de ebullición.
c) Calcular la razón de reflujo mínima y el número mínimo de platos para el caso
anterior.
Datos de equilibrio del sistema Benceno-Tolueno a 760 mmHg
x
0
0,0169
0,1297
0,2579
0,4113
0,5810
0,7801
1
y
0
0,0389
0,2613
0,4561
0,6320
0,7767
0,9002
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