Problema Fluido-fluido

Una mezcla liquida consiste en 100kmol con 60 moles% de benceno, 25 moles% de tolueno y 15 moles% de o-xileno se somete a una operación de flash a 1atm y 100°C.

a) Calcúlese las cantidades de líquido y vapor que se forman así como sus composiciones.

A través de la ecuación de Antonie se obtiene la presión de saturación de cada componente de la mezcla.

O-xileno

A B C PSAT(Bar)

4.09789 1458.706 212.041 0.26495039

Benceno

3.98523 1184.24 217.572 1.8037896

tolueno

4.05004 1327.62 217.625 0.74166074

P=1atm=1.01325bar

Con estos datos se obtiene la Ki

K benceno K tolueno K o-xileno

1.78020192 0.73196224 0.2614857

A continuación se procede a determinar la phi

phi f(phi) df(phi) phi + 1 error

0.1 -0.24577597 0.42861815 0.67341476 5.73414764

0.67341476 -0.00473964 0.50747807 0.68275437 0.01386902

0.68275437 3.5865E-05 0.51522478 0.68268476 -0.00010196

Siendo la phi marcada en rojo la que se va ocupar para determinar las concentraciones de los compuestos y así mismo el flujo de vapor y de líquido

Fase benceno tolueno o-xileno

x 0.39146955 0.30599903 0.30255591

y 0.69689484 0.22397974 0.07911404

El flujo en el liquido y el vapor es de

fase flujo(kmol)

v 68.2754366

L 31.7245634

b) Repítase los cálculos para 100°C y 2atm

Ocupando los coeficientes de Antonie se determina la presión de saturación a esta temperatura y presión

O-xileno

A B C PSAT(BAR)

4.09789 1458.706 212.041 0.26495039

Benceno

3.98523 1184.24 217.572 1.8037896

tolueno

4.05004 1327.62 217.625 0.74166074

P=2atm=2.0265bar

Se obtiene Ki

K benceno K tolueno K o-xileno

0.89010096 0.36598112 0.13074285

Determinando a phi por el método de Newton

phi f(phi) df(phi) phi + 1 error

0.1 0.37870836 0.25791876 -1.36832423 -14.6832423

-1.36832423 0.20174697 0.05793425 -4.85066803 2.54496977

Siendo la phi negativa y la nueva propuesta de phi es más grande negativamente se sabe que no hay punto de convergencia entre los componentes de la mezcla por lo que se estima que puede ser un líquido subenfriado.

Se determina el punto de burbuja f(0) y el punto de roció f(1) para ver en que extremo está la mezcla.

f(0) f(1)

0.64516728 2.50446644

Es un liquido subenfriado debido a que la phi calculada por el método de Newton es negativa y lo podemos comprobar con los datos anteriores en donde f(0) es muy pequeña para ser considerada liquido saturado pero se acerca mas al 1 en comparación con f(1) que está más alejada de ser 1

Las composiciones de la mezcla y su flujo es:

fase benceno tolueno o-xileno

x 0.6 0.25 0.15

y 0.53406058 0.09149528 0.01961143

fase flujo(kmol)

v 0

L 100

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