Segunda prueba de desempeño de Separaciones por etapas de equilibrio

Universidad Autónoma de Yucatán

Facultad de Ingeniería Química

Segunda prueba de desempeño de Separaciones por etapas de equilibrio

Nombre:                                                                                Fecha:  21 abril 2018[pic 1][pic 2]

1. Una torre de destilación, que opera a la presión de 101.3 kPa, va a ser utilizad para procesar dos corrientes de una mezcla disulfuro de carbono y tetracloruro de carbono. Una de las alimentaciones consiste de 17000 kgmol de una mezcla con 40 % de disulfuro de carbono, como líquido a la temperatura de saturación; la otra alimentación está formada por 130000 kgmol de una mezcla con 65 % de disulfuro de carbono, pudiendo adaptarse su condición termodinámica según sea necesario.

Se desea obtener un producto destilado con un 97.5 % de pureza y con una recuperación del 95 % del disulfuro de carbono. Las composiciones están dadas en porcentaje molar.

La columna de destilación tiene una eficiencia global de etapas del 80 % y consta de 11 etapas reales.

Calcular:

1. La relación de reflujo a utilizar, en función del reflujo mínimo.                        (15 puntos)
2. Número de etapas mínimas reales.                                                        (  5 puntos)
3. Las posiciones de los platos de alimentación.                                        (10 puntos)
4. La condición termodinámica de la segunda alimentación.                                (10 puntos)
5. Flujos molares promedio de las diferentes secciones.                                (  5 puntos)
6. Composiciones del líquido y el vapor en equilibrio, en cada etapa ideal                (  5 puntos)

Valor: 50 puntos.

2. Un proceso de purificación de una mezcla amoníaco – agua utiliza una columna de destilación que opera a la presión de 6 kgf/cm2, con un condensador parcial, una relación de reflujo igual a 2.15 veces la relación de reflujo mínimo y con una eficacia global en sus platos del 75%. La alimentación a la columna se realiza a la velocidad de 22500 kg/hr, con 45 % de amoníaco, en forma de una mezcla 35 % vaporizada. Se desea obtener un producto destilado con una pureza del 96 % y un producto de fondos con una pureza del 3%. Todas las composiciones son en base peso. Como medio de calentamiento en el calderín, con una eficiencia del 82 %, se utiliza vapor de agua saturado a la temperatura de 145 ºC, el cual sale del sistema de calefacción a la temperatura de 110 ºC; como medio de enfriamiento se utiliza agua suavizada a la temperatura de 18 ºC, la cual sale del condensador a 46 ºC.

Calcular:

1. El número de platos reales, por sección de la columna.                                (30 puntos)
2. El perfil de concentraciones y flujos de los platos ideales.                                (10 puntos)
3. Cantidad necesaria, en el condensador, de agua de enfriamiento.                        (  5 puntos)
4. Cantidad necesaria, en el calderín, de vapor de agua de calentamiento.                (  5 puntos)

Valor: 50 puntos.

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