EP-F-019

OPERACIONES BÁSICAS EN
INGENIERÍA QUÍMICA: Ejercicios
P2.11.-En un proceso de extracción de una sustancia A presente en una disolución
acuosa, mediante un disolvente orgánico inmiscible en el agua y de densidad 1,8 kg l1, se quiere alcanzar un rendimiento en la extracción del 98%. Teniendo una corriente
de entrada de disolución acuosa de 10 m3 h-1 con una concentración en el componente
A de 0,5 kmoles m-3 y, sabiendo que el coeficiente de reparto disolvente/agua es de
30, determinar el caudal de disolvente necesario. Repetir los cálculos para
rendimientos del 94 y 90%. ¿Cuál es el motivo de estas variaciones?
[A0]org
Agua + A
[A0]ac = 0,5 kmoles m-3
Q = 10 m3 h-1
Disolvente
= 0 kmoles m-3
Q = X m3 h-1
[A] org
Rendimiento = 98 %KD = [A] = 30
ac
BASE DE CÁLCULO: 1 hora.
Agua + A
[A]ac = n kmoles m-3
Q = 10 m3 h-1
ρ = 1,8 kg l-1
Disolvente + A
[A]org = m kmoles m-3
Q = X m3 h-1
E=S
Balance de A:
Entrada fase acuosa: nº moles = 0,5 kmoles m-3 · 10 m3 h
Salida fase acuosa:
-1
=5 kmoles h-1
nº moles = 5 kmoles·h-1 · 0,02 = 0,1 kmol·h-1
OPERACIONES BÁSICAS EN
INGENIERÍA QUÍMICA: Ejercicios
P2.11.-(cont.)
[A]ac
(
)
0,1 kmoles ⋅ h −1
−3
=
=
0
,
01
⋅
kmol
⋅
m
10 m 3 ⋅ h −1
(
)
Salida fase orgánica: [A]org = 30 · [A]ac = 0,3 kmol · m-3
nº moles = 5 kmoles·h-1 · 0,98 = 4,9 kmol·h-1
R e n d im ie n t o ( % )
Q disolvente
n º moles 4,9
=
=
= 16,3 ⋅ m 3 ⋅ h −1
[A ]org 0,3
100
80
60
40
20
0
96%
90%
94%
3,0
0
5,2
5
10
volumen disolvente (m 3 /h)
15
16,3
20