Torre de Destilación sencilla con rectificación

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  • 7/24/2019 Torre de Destilacin sencilla con rectificacin

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    CAPTULO I

    RESULTADOS Y DISCUSIONES

    En este captulo de presentaran los resultados obtenidos en la experiencia prctica y

    las discusiones pertinentes en base a los anlisis previamente realizados y esperados.

    As tambin, los basamentos tericos del funcionamiento de la torre de rectificacin en

    estudio.

    Objetivo 1: Precisar el funcionamiento bsico de una columna de destilacin por

    carga con relleno.

    En las operaciones unitarias de separacin de mezclas binarias o multicomponentes, la

    destilacin se muestra como uno de los mtodos ms utilizados. Esencialmente, los

    procesos de separacin alcanzan sus objetivos mediante la creacin de dos o ms

    zonas que coexisten y que tiene sus diferencias de temperatura, presin, composicin y

    fase. Cada especie molecular de la mezcla que se vaya a separar reaccionar de modo

    nico ante los diversos ambientes en esas zonas. En consecuencia, conforme el

    sistema se desplaza hacia el equilibrio, cada especie establecer una concentracin

    diferente en cada zona y esto da como resultado una separacin entre las especies.

    (Perry, 1992)

    El proceso de destilacin utiliza las fases de vapor y lquido y el principio fundamental

    de las diferencias en las presiones de vapor (o puntos de ebullicin) de los

    componentes de la mezcla; teniendo la ventaja de no utilizar un componente terciario

    como solvente. As tambin utiliza varios dispositivos para sus objetivos de los cuales

    depende el tipo de destilacin, su funcionamiento y finalidad. La destilacin instantnea

    o flash consiste en la vaporizacin de una fraccin definida de lquido, en una manera

    tal que el vapor que se forma esta en equilibrio con el lquido residual separando elvapor del lquido por medio de un separador y condensando el vapor obtenindose el

    componente ms voltil en mayor por porcin; este tipo de destilacin se usa de

    manera extensa en la refinacin del petrleo y los puntos de ebullicin de los

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    componentes deben ser bien diferentes, se habla de una diferencia mayor a 25C entre

    cada uno. (McCabe, 2007)

    Cuando los puntos de ebullicin no son lo suficientemente diferentes, la destilacin

    flash no es eficaz en la separacin y se necesitan equipos ms complejos para obtener

    resultados buenos en el proceso como la destilacin con reflujo. Generalmente, el

    equipos ms utilizados para el contacto mltiple del lquido y del gas en las operaciones

    unitarias comprenden columnas o torres con placas perforadas o rellenos que permite

    incrementar la transferencia de masa y se define el proceso por las etapas que es la

    unidad del equipo en la cual las diferentes fases se ponen en contacto para difundirse

    los componentes redistribuyndose en la fases. Puesto que existe un reflujo, la columna

    completa es una seccin de enriquecimiento o rectificacin donde el vapor es

    enriquecido en el componente ms voltil a medida que asciende por la columna y el

    lquido disminuye en componente ms voltil a medida que desciende por la torre.

    (McCabe, 2007)

    Existen variaciones en los modelos de torres de rectificacin, segn los equipos

    utilizados se varia la composicin del reflujo en la torre si el condensador de la zona de

    rectificacin es total o parcial; se puede aadir una zona ms incrementando el

    rendimiento de la separacin y obtencin una destilado de mayor pureza agregando un

    rehervidor en la zona del lquido residual llamada zona de agotamiento; y segn las

    exigencias y necesidades del proceso en la torre puede existir flujos de alimentacin

    continuos, uno o ms distribuidos por todo el largo de la torre llamados sistemas de

    mltiple alimentacin. Tambin, la alimentacin puede ser por lote o carga o batch, que

    se basa en un volumen de alimentacin definido que se opera y destila; y finalizado el

    proceso se utiliza otra carga.

    En la destilacin por carga o discontinua, que es el caso puntual en estudio, la mezcla

    se carga en un destilador o hervidor conectado a un restato que permite alcanzar las

    temperaturas de burbuja de la mezcla y se vaporiza entonces una parte de la carga. La

    destilacin discontinua puede ser sencilla donde los vapores pasan directamente del

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    destilador a un condensador donde se recoge el destilado pero no conduce a una

    buena separacin salvo que la volatilidad relativa sea muy grande. (McCabe, 2007)

    En la destilacin discontinua con reflujo se emplea una columna de rectificacin para

    mejorar la eficiencia del destilador discontinuo y dicha operacin se analiza utilizando el

    diagrama de McCabe-Thiele con una ecuacin de lnea de operacin definida. El

    sistema de destilacin por carga con columna se puede operar para mantener

    constante la composicin del destilado, aumentando la relacin de reflujo a medida que

    vara la composicin de lquido en el intercambiador de calor. El diagrama de McCabe-

    Thiele para ese caso tendra lneas de operacin de diferente pendiente situadas de tal

    forma que se requiera el mismo nmero de etapas ideales para pasar de xDa xB en todo

    momento. (McCabe, 2007) En la siguiente figura se esquematiza de manera general

    una torre de destilacin por lotes con rectificacin.

    Figura 1.1. Esquematizacin del funcionamiento de una torre de rectificacin en una

    destilacin por caga.

    Un mtodo alternativo, para la operacin de sistemas de destilacin discontinuo con

    columna, que fue el mtodo utilizado en la experiencia prctica, es el de fijar la relacin

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    de reflujo y dejar variar la composicin de destilado xD deteniendo la destilacin cuando

    la cantidad de producto o la concentracin promedio en el producto total alcanza un

    valor determinado. En el caso de la prctica, se meda el ndice de refraccin que

    permita la determinacin de la composicin del destilado y se par la destilacincuando este tom un valor constante destacando tambin que estaba limitado por la

    composicin azeotrpica de la mezcla binaria trabajo. (McCabe, 2007)

    En este sentido, el funcionamiento de la torre de rectificacin del laboratorio se define

    por lo antes descrito; la mezcla isopropanol-agua se inyect en el caldern a una

    composicin dada alcanzando su temperatura burbuja; los vapores van ascendiendo

    por la columna rellenada hasta llegar al tope donde est un intercambiador de calor que

    usa agua a una temperatura de 25C como agente refrigerante (condensador total),

    donde una vez definido el reflujo trabajo parte del lquido condensado retorna a la torre

    para continuar la transferencia entre el lquido y el vapor (etapa de enriquecimiento) y la

    otra parte pasa por un enfriador para ser recolectado como destilado ms puro rico en

    isopropanol.

    Objetivo 2: Preparar 500mL de una solucin de isopropanol-agua a una

    composicin dada teniendo en cuenta la no aditividad de los volmenes.

    Para la realizacin de la prctica fue necesario preparar la solucin de alimentacin a la

    torre, la cual estaba formada por isopropanol y agua; inicialmente se determin el ndice

    de refraccin del alcohol isopropilico madre para obtener su composicin por la curva

    de calibracin (figura 3.2), siendo la misma igual a 0,24. Posteriormente, dada la

    composicin en que se iba a trabajar la mezcla por el profesor a cargo igual a 0,19; se

    procedi a llevar a cabo una dilucin del alcohol con agua tomando en cuenta la no

    aditividad de los volmenes.

    Para la determinacin de los volmenes de cada uno de los componentes antes

    mencionados y obtencin de la solucin deseada, se realiz una hoja de clculo

    (anexada en el CD) basada en balances por componentes del volumen de control

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    especificado en la figura 1.1; resultando que los volmenes necesarios de alcohol

    madre y agua fueron 447,783mL y 67,611mL respectivamente.

    Isopropanol madreSolucin deseada3

    1 500mL0,19

    Agua2

    Figura 1.2 Diagrama del volumen de control estudiado para la preparacin de la mezcla

    de alimentacin a la torre.

    Si se realiza una sumatoria entre dichos volmenes a utilizar, sta es mayor a 500mL

    de solucin; esto se debe a la no aditividad de los volmenes, justificndose en que las

    fuerzas intermoleculares entre ambos componentes son considerables ya que ambos

    poseen molculas polares y presentan fuerzas de atraccin por puentes de hidrgeno lo

    cual hace que las molculas de alcohol se solapen muy fuertemente con las de agua y

    disminuya el volumen que ocupan las molculas por separado haciendo que se

    necesite un poco ms de volumen de cada uno de los componentes para una mezcla

    de ambos con un volumen especfico. Cabe destacar, que estas fuerzas

    intermoleculares son las causantes de la gran solubilidad de isopropanol en el agua.

    Una manera de verificacin de que la mezcla se prepar de forma correcta es que

    luego de la dilucin y agitacin de la misma, el volumen total sea 500mL fsicamente es

    decir; llegando al aforo del baln volumtrico respetivo para la mezcla; a pesar de que

    se sabe que de forma aditiva el volumen es mayor.

    En la siguiente tabla se muestran los datos recolectados para la preparacin de la

    mezcla:

    Dilucin

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    tabla 1.1 Variables necesarias para la preparacin de la mezcla binaria isopropanol-

    agua para ser alimentada en la torre de rectificacin

    VariableSolucin deisopropanolmadre

    AguaMezcla deisopropanol-agua

    ndice de refraccin(n 0,001) adim.

    1,368 1,333 1,365

    Composicin desoluto(X 0,01) adim.

    0,24 0 0,19

    Volumen adicionado(V,)mL 447,783 67,611 500Densidad(i 0,005) g/mL

    0,860 0,960 0,900

    Presin ambiente: (733,72 0,05) mmHg Temperatura ambiente: (30 0,5) CObjetivo 3: Construir la curva de equilibrio del sistema isopropanol-agua a la

    presin ambiente.

    Para desarrollar dicho objetivo, es vital reconocer su importancia y es que debe

    conocerse cmo se comporta el equilibrio liquido-vapor de la mezcla para trabajar en

    base a dicha curva ya que es el equilibrio en el cual se basa la destilacin como tal.

    (Perry, 1992)

    Analticamente, se obtuvo la curva de equilibrio (figura 1.3) por medio de mtodos

    iterativos en la bsqueda de la temperatura de ebullicin de la mezcla para diferentes

    composiciones de soluto en la fase lquida; de tal forma que al obtener las fracciones en

    la fase vapor de los componentes, la suma de estas resultara igual a 1. Este

    procedimiento es conocido en termodinmica como clculo de la temperatura de

    burbuja y se basa en fijar una fraccin de lquido x y por medio de rutas de clculo

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    obtener la fraccin de vapor y garantizando que las sumas de las y isea 1. (Smith, Van

    Ness y Abbott, 1997)

    Respecto a la ruta de clculo utilizada; primeramente se calculaban los volmenes de

    los componentes como lquidos saturados por medio de la ecuacin de Rackett

    (especificada en los clculos tpicos del apndice A). Esta ecuacin hace uso de

    parmetros especficos de cada componente como volumen crtico, temperatura crtica

    y factor de compresibilidad crtico. Posteriormente, se procedi a calcular los

    coeficientes de actividad de la fase liquida por medio de modelos matemticos

    destinados para tal fin; existen varios como Margules, Van Laar, Renon y Wilson. El

    utilizado fue Wilson ya que se ajusta a sistemas no ideales y completamente miscibles

    como es el caso de la mezcla en estudio. (Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

    Obtenidos los coeficientes de actividad, se procede a utilizar las ecuaciones generales

    que predicen los equilibrios de lquido-vapor entre las cuales existen algunas variantes.

    Considerando que la fase liquida no se comporta de forma ideal, es necesario utilizar la

    ley de Rault modificada que toma en cuenta la fase liquida real y fase de vapor ideal

    despreciando los coeficientes de fugacidad de la fase de vapor para presiones menores

    a 3 bar como es el caso en estudio. (Smith, Van Ness y Abbott, 1997) Esta ecuacin

    permite la obtencin de las fracciones de los componentes en la fase vapor por medio

    de los coeficientes de actividad y las presiones de saturacin (obtenidas por la ecuacin

    de Antoine) y la presin de trabajo que en este caso fue la presin ambiente.

    Comprobado que la sumatoria de las fracciones en la fase de vapor y isea 1, se dice

    que esa temperatura de ebullicin asumida si es correcta para el equilibrio. Se

    obtuvieron las siguientes curvas; en la figura 1.3 se representa el equilibrio lquido-

    vapor de la mezcla y en la figura 1.4 de manera adicional se muestra el diagrama de la

    temperatura de ebullicin en funcin de las fracciones de ambas fases para ilustrar que

    el sistema de la mezcla con que se est trabajando forma un azetropo, por lo tanto la

    destilacin se va a ver limitada por esa composicin azeotrpica donde las fracciones

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    de lquido y vapor son iguales y la volatilidad relativa se hace 1 y es difcil la separacin

    de los componentes. (Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

    Figura 1.3. Curva del equilibrio lquido-vapor de la mezcla isopropanol agua a presin

    ambiente

    En la bibliografa, el valor de la composicin azeotrpica respecto a la composicin de

    isopropanol es 0,685 a 1 atmsfera de presin. (Perry, 2001). Dicho punto, es muycercano al valor obtenido en las figuras 1.3 y 1.4, donde se ubic entre los valores de

    0,69 y 0,70; dicha pequea diferencia se debe a los cambios de presin.

    0

    0,1

    0,2

    0,3

    0,4

    0,5

    0,6

    0,7

    0,8

    0,9

    1

    1,1

    0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

    Presin ambiente: (733,72 0,05) mmHg Temperatura ambiente: (30 0,5) C

    Ex 1:0,02

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    Figura 1.4 Diagrama de temperatura de ebullicin de la mezcla isopropanol-agua (Txy)

    a presin constante. Representacin de azetropo de punto de ebullicin mnimo.

    Objetivo 4. Determinar el nmero de etapas tericas a reflujo total y a reflujo de

    dado.

    Tabla 1.2 nmero de etapas tericas a reflujo total y a reflujo dado para el sistema

    isopropanol-aguaReflujo parcial Reflujo total

    1 1

    Presin ambiente: (733,72 0,05) mmHg

    Temperatura ambiente: (30,0 0,5) C

    350

    352

    354

    356

    358

    360

    362

    364

    366

    368

    370

    372

    374

    0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

    Tem

    peraturadeEbullicin(K)

    Composicion de la fase lquida x y fase vapor y

    X,T

    y, T

    Presin ambiente: (733,72 0,05) mmHg Temperatura ambiente: (30 0,5) C

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    La determinacin del nmero de etapas tericas de la torre de rectificacin operando a

    reflujo total y a reflujo dado se realiz con ayuda de la curva de equilibrio del sistema de

    Isopropanol - Agua con el mtodo de Mc Cabe Thiele. Cabe sealar que en l sesuponen procesos a reflujo interno y entalpas de vaporizacin constante en toda la

    torre, as como prdidas pequeas de calor sensible, adems de suponer temperaturas

    constantes en la torre.

    Para la determinacin de este nmero de etapas fue necesario adems considerar

    ciertos errores arrojados por el refractmetro debido a que este tena una fuga del agua

    de enfriamiento que afectaba la muestra dando un ndice de refraccin errado, sin

    embargo luego de un anlisis de los datos obtenidos se lleg a la conclusin de que losvalores ms lgicos para unos buenos clculos son XD: 0,43 y XW: 0,11.

    Un valor de XW: 0,11 no era el deseado debido a que el objetivo de la practica era

    obtener un valor muy cercano a cero, es decir, un ndice de refraccin en el calderin

    muy prximo a 0,1333 sin embargo por motivos de falta de tiempo, impedimento de

    buena medida en el refractmetro y una alimentacin con una composicin tan baja

    luego de cuatro horas de proceso se logro obtener un ndice de refraccin final en el

    calderin de 0,1570 siendo este el de una composicin de XW: 0,11.

    Un numero de etapas tericas de 1 es lgico debido a que la destilacin fue muy poca,

    diciendo esto que solo es necesario un calderin parcial y un condensador total en la

    torre de rectificacin para lograr dicha destilacin.

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    Figura 1.5. Diagrama de equilibrio a la condicin de reflujo total.

    Figura 1.6. Diagrama de equilibrio a reflujo dado.

    0

    0,1

    0,2

    0,3

    0,4

    0,5

    0,6

    0,7

    0,8

    0,9

    1

    1,1

    0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

    Composicion del liquido de isopropanol

    Ey 1:0,02Temperatura ambiente: 30 C

    Presion ambiente: 733,72 mmHg

    0

    0,1

    0,2

    0,3

    0,4

    0,5

    0,6

    0,7

    0,8

    0,9

    1

    1,1

    0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

    Composicion del liquido de isopropanol (Adim)Ex 1:0,02Temperatura ambiente: 30 C

    Presion ambiente: 733,72 mmHg

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    Objetivo 5. Determinar el nmero de unidades de transferencia de masa en la

    columna de relleno del equipo de rectificacin, (comparar con el nmero de

    platos).

    Concepto de unidad de transferencia puesto que las composiciones de vapor y ellquido camban diferencialmente en una columna empacada, luego de hacerlo por

    etapas, como en una columna de platos la dificultad de la separacin que se debe

    realizar se da en unidades de transferencia ms que en platos tericos. EL nmero de

    unidades de transferencia en base a la concentracin de fuerza impulsora de fase-gas

    Nog se puede obtener mediante la integracin grafica de la siguiente ecuacin

    (Perry,1992).

    Nog dYYo-YpYp

    Yo

    El procedimiento implica trazar valores de [1/(Yo-Y)] en funcin de valores supuestos de

    Y, escogidos a intervalos razonables entre Yo y Yp , la concentracin inferior y la

    superior en la columna, en las que se desea conocer Nog. Cada valor de Yo es la

    composicin de vapor en equilibrio que corresponde al mismo valor de X como cada

    uno de los valores escogidos de Y. (Perry,1992).

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    Figura 1.7. Diagrama de equilibrio en diversas composicin para la obtencin del NUT.

    Por lo antes mencionado se deben elegir valores al azar durante el recorrido de las

    composiciones incluyendo los valores extremos de la destilacin.

    Tabla 1.3. Variables necesarias para el clculo del nut.

    X Y h = Y1-Y2 Y* Y-Y* b,B =1/(Y-

    Y*)

    rea =[h*(b+B)/2]

    0,11 0,301 -0,02 0,470 -0,169 -5,917 0,1183

    0,16 0,321 -0,029 0,490 -0,169 -5,917 0,1721

    0,22 0,35 -0,025 0,518 -0,168 -5,952 0,1510

    0,28 0,375 -0,02 0,538 -0,163 -6,134 0,1238

    0,34 0,395 -0,035 0,555 -0,16 -6,25 0,22520,43 0,43 0,43 0,581 -1,51 -6,622

    NUT = Ai 0,7906

    0

    0,1

    0,2

    0,3

    0,4

    0,5

    0,6

    0,7

    0,8

    0,9

    1

    1,1

    0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

    E 1:0,1Presion ambiente: (733,72 0,05)mmHg

    Temperatura ambiente: (30,00,5)C

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    Basados en la tabla de valores calculados, la sumatoria de las rea (i) da como total el

    nmero de unidades de transferencia (NUT) para llevar a cabo la destilacin entre las

    composiciones obtenidas para el sistema estudiado, obtenindose un valor de; (NUT =

    0,7906). Da como resultado que necesita menos de una unidad de transferencia, lo quees equivalente a que la destilacin por platos sera menos de un plato necesario para la

    destilacin en este delta de concentraciones. Comprobndose este resultado con los

    valores obtenidos en el objetivo 4, para el sistema estudiado.

    Objetivo 6. Determinar la altura equivalente de un plato terico en la columna de

    relleno del equipo de rectificacin (mediante sumatoria de HETP, calculando

    pendiente de cada plato).Tabla 1.4 variables obtenidas para determinar la altura equivalente de un plato por la

    sumatoria de hetp.

    Alturade laTorre(cm)

    HUT(adim)

    X1 Y1 X2 Y2 m HETP

    78 98,65170,03 0,4 0,21 0,6 1,1111 143,999

    HETP TOTAL 143,999

    Presin ambiente: (733,72 0,05) mmHg

    Temperatura ambiente: (30,0 0,5) C

    La HETP de una seccin de torre empacada , vlida para destilacin o los sistemas de

    separacin y absorcin de gas diluido en los que se puede suponer un sobre flujo molal

    constante y la ausencia de reacciones qumicas , est relacionada con la altura de una

    unidad total de transferencia de masa en la fase gaseosa.

    Para el clculo de este valor se determina previamente la altura de unidad detransferencia (HUT) tomando en cuenta el resultado del objetivo anterior y conociendo

    la altura del relleno de la torre. Tambin se determina la pendiente de las curva de

    equilibrio en cada seccin donde se encuentran ubicadas las etapas tericas antes

    determinadas.

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    En dado caso el valor de la altura equivalente de un plato terico es bastante alto pero

    concordante debido a la en el rango de composiciones entre alimentada y lograda en la

    destilacin es tan bajo que no se necesitan platos tericos, debido a que el numero de

    etapas tericas es 1, es decir, la altura equivalente del plato terico resulta seraproximadamente la altura de la torre debido a que no posee platos tericos y solo es

    necesario el condensador total y un calderin parcial.

    Objetivo 7. Calcular el porcentaje por encima de mnimo para la relacin de reflujode operacin.

    S la relacin de reflujo se disminuye todava ms, la lnea de operacin de la seccin de

    rectificacin intersectara la curva de equilibrio a un valor de X ms alto para el

    componente ms voltil de la composicin de alimentacin, esto quiere decir que aun

    con un numero infinitos de platos la composicin del destilado no puede fraccionarse de

    la composicin de la alimentacin. (Robert N.Maddox, 1984)

    Cuando una columna de rectificacin trabaja a reflujo mnimo una recta operativa corta

    a la curva de equilibrio en algn sector de la columna. Esto supone que las corrientes

    que se cruzan en dicho punto se encuentran en equilibrio. Por tanto, ha desaparecido la

    fuerza impulsora, no hay transferencia de materia, y por ms etapas que se aadan, no

    se produce cambio en la composicin. Es decir, la composicin de ese punto no se

    puede rebasar, y se necesitan infinitos pisos para conseguir la separacin deseada.

    (Perry, 1992)

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    16

    Figura 1.8 Diagrama de equilibrio basado en reflujos mnimo y de operacin en las

    concentraciones de estudio.

    Hay una relacin de reflujo ptimo para una separacin deseada, debido a que cuando

    es mayor que la mnima disminuye el nmero de etapas requeridas, por tanto, el costo

    de la columna, pero se aumenta el flujo de la fase vapor a travs de la columna, lo que

    aumenta los costos del condensador, rehervidor, agua de enfriamiento y vapor de

    calentador. La experiencia ha demostrado que el valor ptimo de la relacin de reflujo

    se encuentra en un intervalo dado por

    1.3< R/Rmin

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    17

    operacin y reflujo mnimo. Para el reflujo mnimo se busca el intercepto con la lnea de

    equilibrio, al trazar la lnea de operacin al reflujo mnimo se consigue un intercepto de

    (b = 0,48) al buscar el Rmin se obtienen valores negativos igual a (Rmin = -0,1041), lo

    cual son valores ilgicos, debindose a lecturas errneas producto de fugas de aguaocurridas en el refractmetro lo que diluye y alteraba la lectura original de la muestra

    obtenida del equipo de operacin. Un valor coherente de reflujo mnimo debe poseer a

    lo mximo un intercepto de valor igual a la composicin de destilado ms no superior,

    pues dar un relacin (Xd/b) menor a 1 dando reflujos negativos mediante la ecuacin:

    b=Xd

    R+1

    Al despejar de la misma R de la ecuacin se tiene:

    R=Xd

    b-1

    De la ecuacin presentada se tiene que la relacin (Xd/b) no debe ser menor a 1 en

    ningn momento pues se obtendran valores de reflujos negativos e implcitamente este

    refleja valores de flujos molares negativos lo cual sern valores ilgicos.

    Objetivo 8. Construir las curva de fraccin vaporizada terica y experimental en

    funcin de la composicin del destilado. (Comparar analticamente el

    comportamiento de ambas curvas de vaporizacin)

    Se procedi a determinar los datos de la fraccin vaporizada de manera experimental y

    se determinaron a su vez de forma terica, se puede observar que en la curva teorica,

    la tendencia es de tipo polinmica y se aprecia que a medida que ocurre la destilacin

    en el tiempo la fraccin vaporizada aumenta, este punto se alcanza cuando la

    composicin del alcohol va disminuyendo en el destilado o lo que es similar, cuando la

    concentracin del alcohol en el calderin tambin va disminuyendo porque tericamente

    asi se observa las tendencias de ambas zonas del sistema. La figura 1.9 muestra los

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    18

    valores de la fraccin vaporizada a la que se hace referencia cabe destacar que dichos

    valores solo son dependiente de la manera como se realice la integral descrita por la

    ecuacin de Raylegh. Cabe destacar que la destilacin por lotes, que es un proceso de

    separacin de una cantidad especfica de una mezcla liquida de productos es unmtodo utilizado a nivel de laboratorio y tambin a nivel industrial. La ecuacin

    nombrada se ajusta mejor cuando en la destilacin no se retorna masa al sistema, a

    parte de los errores asociados a la lectura del ndice del refraccin, que generan

    inconvenientes e incongruencias en la determinacin de la densidad y el peso

    molecular de la mezcla.(Perry,1992). Los resultados de la fase experimental se

    muestran en la figura 1.10. Se observ en objetivos anteriores que el sistema solo

    requiere una sola etapa terica. Por lo que lo podramos catalogar el sistema a trabajospreliminares donde se retendrn los productos para realizar posteriormente una

    separacin adicional. En este caso se empez a destilar con una mezcla

    excesivamente diluida que no permitio un retiro rico en componente voltil adems de

    ser excesivamente lento, se observa que el tiempo del proceso solo en la etapa de

    estas pocas tomas, se consumio 1 hora de trabajo por lo que reduce exponencialmente

    la experiencia del estudio completo de la destilacin hasta un valor de composicin bajo

    en el calderin, por lo que se observa que la fraccin vaporizada teorica se hace un

    barrido mucho mas extenso que y amplio que en la experimental. (Hines, 1987).

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    Figura 1.9 fraccin vaporizada teorica.

    Figura 1.10 fraccin vaporizada experimental.

    0,00

    0,20

    0,40

    0,60

    0,80

    1,00

    1,20

    0,350 0,370 0,390 0,410 0,430 0,450 0,470 0,490 0,510 0,530

    Fraccionvaporizadateorica(Fvteo

    0,0

    0)A

    dim

    Ey:1:0,2

    Composicion teorica acumulada en el destilado (Xd 0,025) Adim

    Ex:1:0,02

    Temperatura ambiente: (30,0 0,5)CPresin barometrica:(733,72 0,05)mmHg

    0,00

    0,05

    0,10

    0,15

    0,20

    0,25

    0,30

    0,35

    0,40

    0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700Fraccionvaporizadaexperimental(

    Fvteo

    )Adim

    Ey:1:0,0

    5

    Composicion experimental acumuladan en el destilado (Xd ) AdimEx:1:0,02Temperatura ambiente: (30,0 0,5)C

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    Objetivo 9. Calcular la fraccin vaporizada total experimental y comparar el valor

    obtenido con el valor terico.

    La desviacin obtenida es extremadamente significativa debido a los erroresmencionados anteriormente en el objetivo 8 puesto que las medidas con el equipo

    refractmetro no son con confiabilidad por lo que se obtuvo desviacin de 62,16%.

    CONCLUSIONES

    La mezcla isopropanol-agua presenta fuerzas intermoleculares tipo puente de

    hidrogeno lo que sugiere la no aditividad de los volmenes de sus componentes.

    La mezcla isopropanol-agua es completamente miscible y representa un sistema

    no ideal en la fase lquida.

    La destilacin en la torre de rectificacin se ver limitada por la composicin

    azeotrpica igual a 0,69 a la presin de trabajo.

    Las etapas tericas son minimas debido a la composicin final obtenida es muy

    baja respecto al equilibrio.

    La fraccin vaporizada molar es muy diferente calculada terica y

    experimentalmente.

    Las unidades de transferencia es un valor similar a la cantidad de etapas

    tericas.

    RECOMENDACIONES

    Mejorar los sistemas de inyeccin y recirculacin de las muestras de fondo y

    caldern para conservar la masa de alimentacin y el estado estacionario del

    sistema evitando perturbaciones y mayor tiempo en espera por estabilizacin.

    Mejorar y arreglar los sistemas de toma de ndices de refraccin, pues uno de

    estos presentaba botes y fallas; esto perturba la recoleccin de datos

    importantes, pues de los ndices de refraccin se obtienen las composiciones de

    las muestras.

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    Realizar el cambio en el rotmetro debido a que el instalado es extremadamente

    complicado que realice una lectura precisa.

    APNDICE A

    En el presente apndice se hace una referencia detallada de los modelos matemticos

    involucrados en la experiencia prctica para el logro del cumplimiento de los objetivos

    de la misma.

    CLCULOS TPICOS

    Objetivo 2: Preparar 500mL de una solucin de isopropanol-agua a una

    composicin dada teniendo en cuenta la no aditividad de los volmenes.

    Por medio del volumen de control expresado en la figura 1.2; sabiendo que el volumen

    de la corriente 3 (solucin deseada) es de 500mL y la composicin de trabajo igual a

    0,19, se procede a calcular la masa de la corriente y sus moles:

    . .1(Perry, 2001)

    Donde:

    m: masa (g)

    : densidad (g/mL)

    V: volumen (mL)

    c: subndice que representa la corriente en que se est trabajando

    Sustituyendo los valores de densidad obtenidos por medio de la curva de calibracin

    figura C.2, previamente de haber obtenido el ndice de refraccin a la composicin 0,19

    por la figura C.1 y el volumen deseado de mezcla se tiene:

    . 0,9 500450Este valor poseer el error de la densidad leda en la curva, entonces:

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    22

    4500,005Ahora se realiza el clculo del peso molecular promedio de la mezcla de la corriente 3

    por medio de la ecuacin:

    , ( 1 ,) A.2(Perry, 2001)

    Donde: : peso molecular promedio (g/mol): peso molecular de la especie (g/mol)X: composicin en la fase liquida (adim)i:subndice que representa el componente 1 para el isopropanol y 2 para el agua

    Sustituyendo los valores bibliogrficos de pesos moleculares de 60,1g/mol y 18,0g/mol

    para el alcohol y el agua respectivamente se tiene:

    , ( 1 ,) 60,1 0,19 18,0 10,19 25,999 Y se obtienen los moles de la corriente 3 por la ecuacin:

    .3(Perry, 2001)

    Donde:

    n: cantidad de moles (mol)

    Sustituyendo los valores:

    45025,999/ 17,30835Este valor poseer el error de la densidad calculado anteriormente, entonces: 17,3080,005

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    23

    Obtenidos los moles deseados de mezcla se procede a calcular los moles necesarios

    para ello de solucin de alcohol madre, por medio de un balance por componentes de

    isopropanol, resultando:

    , , , A.4(Perry, 2001)

    Donde se puede hacer cero el segundo trmino de la igualdad del lado izquierdo, ya

    que la corriente 2 es de agua pura y despejar los moles de la corriente 1:

    ,

    , .5

    La composicin de la mezcla de isopropanol madre se obtuvo por medio de la medicin

    de su ndice de refraccin y por la figura C.1; la composicin resulto igual a 0,24,

    entonces se tiene:

    ,, 0,1917,0380,24 13,70245Este valor poseer el error de los moles de la corriente 3 calculado anteriormente,

    entonces:

    13,7020,005Ahora se realiza un balance molar en el volumen de control para hallar los moles

    necesarios de agua (corriente 2) para preparar la mezcla:

    .6Despejando los moles de agua resulta:

    17,30813,7023,606Finalmente:

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    24

    3,6060,005Obtenidos los moles de agua, se calcula m2 por medio de la ecuacin A.3 despejada

    resultando (64,9060,005) g. Ahora se procede a calcular la densidad del agua trabajo

    a la temperatura ambiente:

    . 7Donde:

    at: agua trabajo

    pll: picnmetro lleno

    pv: picnmetro vacop: picnmetro

    Sustituyendo:

    4 8 2 525 0,960 Error de la densidad del agua trabajo:

    . 0,000524

    0,0125

    . 0,960

    0,0004/Entonces la densidad del agua se presenta como: 0,96000,0004/

    Ahora bien con la ecuacin A.1 despejada se obtiene el volumen de agua (V2) requerido

    para la preparacin de la mezcla:

    64,9060,9600/ 67,61077El error de este valor, por propagacin de errores:

    . 0,00564,906 0,00040,9600.67,610770,03337950,033 Finalmente:

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    25

    67,6110,033Anlogamente, se realiza para el clculo del volumen requerido de isopropanol para la

    preparacin de la mezcla. Con la composicin de x1,1conocida igual a 0,24, se calcul

    por la ecuacin A.2 el peso molecular promedio resultado en 28,104g/mol; con dicho

    valor y los moles de n1 con la ecuacin A.3 despejada se pudo obtener m1 igual a

    (385,0940,005)g. Adems con el ndice de refraccin, ya tomado de la solucin madre

    y la figura C.2, se procede a obtener su densidad y por la ecuacin A.1 despejada

    obtener el volumen requerido V1. Esto es:

    385,0940,860/ 447,78332

    Finalmente:

    447,7830,033Como se observa, se puede representar la no aditividad de los volmenes por la

    siguiente expresin:

    447,78367,611 500 Objetivo 3: Construir la curva de equilibrio del sistema isopropanol-agua a la

    presin ambiente.

    La composicin lquida de isopropanol seleccionada para presentar esta ruta de clculo

    es:

    0,5

    Por lo tanto, la composicin lquida de agua de la solucin se determina de la siguiente

    manera: 1 . 8(Perry, 2001)

    Sustituyendo los valores:

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    26

    1 0 , 5Finalmente,

    0,5

    La temperatura de saturacin asumida arbitrariamente para esta composicin fue: 353,52477 Clculo de la Temperatura Reducida

    Se realiza con la siguiente expresin:

    .9(Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

    Donde:

    T: temperatura de saturacin de la mezcla (K)

    Tr: temperatura reducida (Adim.)

    c: crtica

    i: del componente i.

    Sustituyendo los valores correspondientes al isopropanol, extrayendo la temperatura

    crtica de la tabla B.1 ubicada en el Apndice B:

    353,5257508,3 0,6955

    De la misma manera se calcula la temperatura reducida para el agua resultando

    0,5463.

    Clculo del volumen molar de lquido satura

    Se determina por medio del modelo de Rackett:

    .. 10(Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

    Donde:v: volumen molar (cm3/mol): volumen crtico (cm3/mol): (Adim.)

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    27

    Sustituyendo los valores del isopropanol provenientes de la tabla B.1 ubicada en el

    Apndice B:

    220

    0,248,.

    81,52543/De la misma manera se calcula el volumen molar del agua resultando 17,2442cm3/mol. Clculo de los parmetros para el modelo de Wilson

    Se determinan por medio de las siguientes expresiones:

    .11 .12

    (Smith, Van Ness y Abbott, 1997)Donde:, : parmetros de Wilson (Adim.) : parmetros de interaccin entre componentes (cal/mol)R: constante universal de los gases igual a 1,987 (cal/mol.K)

    Sustituyendo los valores provenientes de la tabla B.2 del Apndice B:

    17,244281,5254 .

    ,

    ,

    ..,

    0,0827146

    81,5254 17,2442

    , , , 0,8204828

    Clculo de los coeficientes de actividad de la fase lquida

    Se determina mediante el modelo de Wilson:

    ++[ + +] .13 +[ + +]. 14

    (Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

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    28

    Donde::coeficiente de actividad (Adim.)Sustituyendo los valores:

    ,+,,+,[ ,,+,, ,,,+,] 1,27045 ,+,,,[ ,,+,, ,,,+,] 1,59734

    Clculo de la presin de vapor a la temperatura de saturacin asumida

    Se determina mediante la ecuacin de Antoine:

    , + .15(Smith, Van Ness y Abbott, 1997)Donde:

    Psat: presin de saturacin (kPa)

    A, B, C: constantes de la ecuacin de Antoine especficas de cada componente (Adim.)

    Sustituyendo los valores correspondientes al isopropanol, provenientes de la tabla B.3

    del apndice B:

    , , ,,+, 94,0168De la misma manera se calcula la presin de saturacin para el agua resultando47,7030kPa.

    Clculo de la presin de operacin que es la presin Ambiente

    Transformando las unidades: 1 . 16Donde:

    Pop

    : presin de operacin (kPa)

    Popledo: presin ambiente ledo en el barmetro (mmHg.)

    FC1: factor de conversin 1 igual a 0,13332239kPa/mmHg

    Sustituyendo los valores:

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    29

    733,73 0,13332239 97,82130 Clculo de las composiciones molares de vapor en equilibrio.

    Se utiliza la ecuacin general de equilibrios liquido-vapor y particularmente la ecuacinde la ley de Rault modificada donde se toma en cuenta la parte real de la fase liquida y

    (Coeficiente de fugacidad de la fase vapor) se hace 1 por trabajar a presiones

    menores a 3 bar de presin considerando as ideal la fase gaseosa. Entonces, se usa la

    siguiente ecuacin: (A.17)(Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

    Donde:

    y: Composicin molar de vapor (Adim.)

    Despejando de la ecuacin A.17 para ambos componentes, resulta:

    .18 .19

    Sustituyendo los valores:

    0,51,2704594,016897,8213 0,6105 0,51,5973447,703097,8213 0,3895En este sentido, se procede a la verificacin del valor asumido como temperatura de

    saturacin para la composicin de isopropanol igual a 0,5.

    SI

    SI

    Entonces:

    Y1 + Y2 = 1 Tasumida correcta

    Y1 + Y2 1 Tasumida incorrecta; realizar la

    ruta de clculo con una nueva

    Tsaturacin y comprobar

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    30

    = 1 .20(Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

    Sustituyendo los valores:

    = 0,61050,38951,00001 Se puedo verificar que la temperatura asumida fue la correcta. As debe aplicarse este

    procedimiento para las diferentes composiciones de soluto en la mezcla mezcla

    abarcando a los componentes puros es decir desde 0 a 1 en composicin X1.

    Objetivo 4. Determinar el nmero de etapas tericas a reflujo total y a reflujo dado

    A Reflujo total

    La determinacin del nmero de etapas se realiza grficamente con la curva de

    equilibrio y la recta X=Y. Se trazan los platos entrando con la composicin del destilado

    acumulado hasta la composicin del fondo dando como resultado del nmero de etapas

    tericas 1.

    A Reflujo dadoLa determinacin del nmero de etapas se realiza grficamente con la curva de

    equilibrio y la recta de operacin (recta de rectificacin). Haciendo uso de la recta de

    rectificacin, se determina el intercepto con el eje Y. Se trazan los platos entrando con

    la composicin del destilado acumulado hasta la composicin del fondo.

    Para el clculo del intercepto se utiliza la siguiente ecuacion:

    1

    .21 Treybal,2007Dnde:

    I: intercepto.

    XD: Composicin del destilado recolectado (Adm)

    R: Reflujo de operacin (Adm)

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    31

    Sustituyendo, se tiene:

    0,4323 1 0,258

    Ubicando el intercepto en la curva de equilibrio y trazando la lnea de operacin se

    trazan los platos arrojando como resultado un solo plato.

    Objetivo 5. Determinar el nmero de unidades de transferencia de masa en la

    columna de relleno del equipo de rectificacin, (comparar con el nmero de

    platos).

    Para la determinacin del nmero de unidades de transferencia se usa la siguiente

    ecuacin:

    N U T 1Y Y dY A.22xDxC (Perry, 1992)

    Donde:

    NUT: nmero de unidades de transferencia (adim).

    XC: composicin del lquido del caldern, (adim).

    XD: composicin del destilado parcial, fase lquida (adim).

    Y*: composicin en el equilibrio, fase-gas (adim).

    Y: composicin en operacin (adim).

    Para el desarrollo de la integral, se utiliza el mtodo de Simpson, el cual se expresa por

    la siguiente ecuacin:

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    32

    NUT= Ain-1i=1

    (Yi-Yi+1)

    2*(

    1

    Y1-Y1*

    +1

    Y2-Y2*

    )

    ,1998

    Donde:

    i: cada particin.

    En donde la primera corrida viene dada por los valores de composicin de la fase

    gaseosa en el fondo del caldern, en la grfica terica en la cual ingresamos con la

    composicin de la fase liquida en el calderin la cual es (X = 0,11) en el equilibro y en la

    lnea de operacin operacin se obtiene una composicin de la fase gaseosa iguales a

    (Y*1= 0,47 ; Y1= 0,301) en la segunda composicin de lquido escogida e igual a (X =

    0,16) se tienen los valores de equilibrio y operacin iguales a (Y*2= 0,49 ; Y2= 0,321) .

    Para la primera rea representativa del mtodo de Simpson se tiene al sustituir los

    valores un resultado igual a:

    NUT=(0,301-0,321)

    2.(

    1

    0,301-0,47+

    1

    0,321-0,49)

    A1= 0,11834

    Al realizar la sumatoria de las Ai, se tiene el valor total del rea bajo la curva e igual y

    representativa al valor del nmero de unidades de transferencia siendo este igual a:

    NUT=0,79 adim1 adim

    Objetivo 6. Determinar la altura equivalente de un plato terico en la columna de

    relleno del equipo de rectificacin. (Mediante sumatoria de HETP, calculando

    pendiente en cada plato).

    Utilizando la siguiente ecuacin:

    HUT=Z

    NUT .23

  • 7/24/2019 Torre de Destilacin sencilla con rectificacin

    33/47

    33

    Perry,1997Donde:

    HUT: altura de una unidad de transferencia de masa (cm).

    : altura del relleno de la torre (cm).Sustituyendo en la ecuacin:HUT=

    78 cm

    0,79066= 98,6517593 cm

    No tiene error asociado ya que ninguna variable posee valor de error conocido alguno

    se procede a realizar el clculo de la pendiente de los platos, con la siguiente ecuacin:

    m= y2-y1x2-x1

    (A.24)(Perry, 1992)

    Donde:

    m: pendiente de un plato (Adim.)

    y: valores del eje y (Adim.)

    x: valores del eje x (Adim.)

    1,2: distintos puntos

    Se traza una recta tangente en el corte de los platos con la curva de equilibrio y se leenlos valores en el eje de las abscisas y ordenadas correspondientes.

    Para el primer plato se sustituyen los valores correspondientes se tiene:

    m= 0,6-0,40,21- 0,03

    = 1,1111Calculo de la altura equivalente de un plato terico es la siguiente:

    HETP=

    HUT.Ln

    m.

    1

    1+

    1

    Rm. 11+

    1R

    -1 ( A.25 )

    (Perry, 1992)

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    Donde:

    HETP: altura equivalente de un plato terico (cm)

    Sustituyendo los valores correspondientes, se tiene:

    HETP=

    98,651759 cm.Ln 1,1111. 11+

    23

    1,1111. 1

    1+23

    -1= 143,999446 cm

    Por haber un solo plato en la torre se calcula un solo HETP siente este el valor de la

    altura equivalente de un plato terico en la columna de relleno del equipo derectificacin.

    Los valores obtenidos por ser tomados de una grfica no se les pueden determinar el

    error del clculo realizado.

    Objetivo 7. Calcular el porcentaje por encima de mnimo para la relacin de reflujode operacin

    Para la determinacin del reflujo mnimo se necesita conocer el corte de la recta con eleje de las ordenadas, por lo que se plantea la ecuacin de la recta: . 2 6 (Navarro, 1998)

    Donde:

    b: corte de la recta a reflujo mnimo con el eje y, (Adim).

    :pendiente de la recta a reflujo mnimo, (Adim).

    Para la obtencin de la pendiente se emplea la siguiente ecuacion:

    m=YD-YC

    XD-XC (A.27)

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    (Navarro, 1998)

    A partir de la composicin de destilado en la fase lquida igual 0,43, se entra en lacurva de 45 y se tiene la composicin de destilado en la fase gaseosa

    = 0,43. De

    igual manera se realiza para la composicin gaseosa del residuo en el caldern,ingresando ahora con la composicin de la fase lquida igual a (Xw = 0,11) cortando

    ahora la curva de equilibrio se obtiene la composicin de la fase gaseosa igual a (Yw =

    0,46) Obtenindose la siguiente pendiente, haciendo uso de la ecuacin anterior:

    0,430,460,430,110,09375Una vez conocido el valor de la pendiente y un punto perteneciente a la recta, se

    conoce el corte con el eje de las ordenadas, empleando la ecuacin A.27: 0,430,093750,43

    0,4703Para el reflujo mnimo, se tiene:

    b=XD

    Rmin+1

    Donde:

    :reflujo mnimo, (Adim).Despejando el reflujo mnimo de la ecuacin anterior, se tiene:

    Rmin=XD

    b

    -1

    Sustituyendo, se tiene:

    Rmin=0,43

    0,47-1

    Rmin= -0,0851 Adim

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    Con este resultado se concluye lo poco afirmativo o ilgico que se presenta el valor de

    reflujo mnimo.

    Objetivo 8. Construir las curva de fraccin vaporizada terica y experimental en

    funcin de la composicin del destilado. (Comparar analticamente el

    comportamiento de ambas curvas de vaporizacin).

    El clculo de la vaporizacin terica, se debe calcular la cantidad de materia que se

    encuentra en el calderin en el transcurso del tiempo. Se fija la composicin del calderin

    como xw= 0,15. La composicin inicial de la mezcla es de 0,19 como se menciona en el

    objetivo 2. Adems se conoce que la alimentacin de la mezcla es de 500mL.

    Calculo de los moles iniciales en el calderin utilizando la ecuacin A.28:

    . (A.28)(Perry,1992)

    Donde:

    F: alimentacin al calderin (mol)

    :Sustituyendo los datos de obtiene:

    .,/,/ =17,3210mol

    Se procede a aplicar la ecuacin de Rayleigh para la obtencin de la cantidad de

    sustancia que se encuentra en el calderin a cada composicin fijada menor a la incial:

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    Ln FW

    = dXY

    *-X

    XF

    XW

    .29(Perry,1992)

    Donde:

    W: moles en el calderin (mol)

    Se conoce la expresin de (x) extraida por la modelacin de la curva de equilibrio delsistema observada en la figura 3.

    (x)= -58,796*x^6 + 197,58*x^5 - 258,14*x^4 + 165,65*x^3 - 53,717*x^2 + 8,3878*x +

    0,0256

    Se procede a sustituir la funcin en la integral de Rayleigh:

    dy-58,796*x^6 + 197,58*x^5 - 258,14*x^4 + 165,65*x^3 - 53,717*x^2 + 7,3878*x + 0,025

    xinicial

    xfinal

    Al evaluar las composiciones de xfinal= 0,15, xinicial= 0,19

    Y evaluando la integral se obtiene un valor igual a 0,115168622.

    Evaluando en la ecuacin A.30 y despejando W se obtiene:

    W=F

    evalor de la integral=

    17,32101617mol

    e0,115168622=15,4367642mol

    Se procede a determinar los moles en el destilado utilizando la siguiente ecuacin:

    D=F-W (A.31)

    (Mc Cabe, 1985)

    Sustituyendo los datos de obtiene:

    D=(17,321-15,436)mol=1,8845mol

    Se determina la composicin del destilado utilizando la siguiente ecuacin:

    WxDxFxWDF

    (A.32)

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    (Mc Cabe, 1985)

    Sustituyendo los datos y despejando XD se obtiene:

    . ,.,,.,, 0,518AdimSe procede a determinar la fraccin vaporizada molar del componente ms voltilutilizando la siguiente ecuacin:

    Fv=XD*D

    XF*F( A.33)

    (Hines, 1984)

    Donde:

    FV: fraccin vaporizada (Adim)

    Sustituyendo los datos se obtiene:

    Fv=0,518*1,8845mol

    0,19*17,32mol=0,3 Adim

    El resto de los valores se obtienen de la misma forma y luego se grafica con la

    composicin del destilado. El resultado se presenta en la figura 9.

    Para la determinacin de la fraccin vaporizada experimental se procede a determinar

    los moles que se obtienen en el destilado, se utiliza la ecuacin. Los datos de peso

    molecular y densidad se obtienen leyendo la composicin de las figuras tericas.

    Se sustituyen los datos:

    D=5mL.0,821g/mL

    31,02g/mol=0,1323mol

    La composicin se obtiene mediante la figura teorica y resulta igual a 0,31.

    Se procede a calcular el destilado acumulado sumando los moles de destilado

    obtenidos con los moles almacenados en las muestras anteriores, en este caso por ser

    la primera corrida no se posee acumulado y el destilado y su composicin se mantienen

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    constantes. Se apoya en la ecuacin A.33 y se determina la fraccin vaporizada

    experimental.

    Fv=

    0,31*0,1323mol

    0,19*17,32mol =0,01Adim

    El resto de los valores se graficaron en funcin de la composicin acumulada en la

    figura 10 para poder realizar la comparacin con la terica.

    Objetivo 9. Calcular la fraccin vaporizada total experimental y comparar el valor

    obtenido con el valor terico.

    Ambos valores se determinaron como se demostr anteriormente y los resultados son:

    Fv experimental = 0,37 Adim ; Fv terica= 0,97 Adim

    Se determina el porcentaje de desviacin entre dichos valores mediante la siguiente

    ecuacin:

    %Desviacion= Fvteorica-FvexpFvteorica

    .100(A.34)(Skoog, 2007)

    Se sustituyen los valores y de obtiene:

    %Desviacion= 0,97-0,370,97

    .100=62,16%

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    APNDICE B

    A continuacin se presentan las tablas de las cuales se extrajeron datos bibliogrficos.

    TABLAS Y FIGURAS BIBLIOGRFICAS

    TABLA B.1. Parmetros caractersticos de las sustancias.

    (Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

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    TABLA B.2. Parmetros de interaccion binaria.

    (Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

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    TABLA B.3. Constantes de las sustancias para la ecuacion de Antoine

    (Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

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    TABLA B.3. Constantes de las sustancias para la ecuacion de Antoine

    (Continuacin)

    (Smith, Van Ness y Abbott, 1997)

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    APNDICE C

    En esta seccin se muestran las curvas de calibracin necesarias para el montaje de la prctica as como su ejecucin

    posterior de resultados necesarios.

    CURVAS DE CALIBRACIN

    Figura C.1. Curva de calibracin del ndice de refraccin vs la fraccin molar de lquido

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    Figura C.2. Curva de calibracin del ndice de refraccin vs la densidad de la mezcla

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    REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

    1. MCCABE, W. (2007). Operac iones Un itar ias en In gen iera Qumica (Sptima

    Edicin). Mxico. Editorial: Mc Graw Hill.

    2. PERRY, R. (1992). Manual del Ingen iero Qum ico . Tom o IV (Sexta edicin).

    Mxico. Editorial Mc Graw-Hill.

    3. Smith, J. Van Ness, H. Abbott, M. (1997). Intro du cc in a la Termo dinmic a enIngen ie ra Qumic a(Quinta Edicin). Mxico. Editorial Mc Graw-Hill.

    4. Hines, A.(1987). Transferencia de Masa. Prentice Hall. Mexico. Paginas consultadas:174-175