Porter- Procesos de Separación y Laboratorio

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Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ciencias Químicas

Ingeniería Química

Procesos de Separación y Laboratorio

Tarea 1. Parte 1

Dra. Nancy Elizabeth Dávila Guzmán

Equipo  # 3

Integrantes:

Aldo Alberto González Tamez                  1595192            

Alejandra Álvarez Quiroz                          1510264

Jean Enrique Medrano Segoviano            1521797

Lauro Arturo García De Jesús                  1693795

Marisol Rodríguez  González                    1528024

Roberto Alejandro Velázquez Pecina        1564370

San Nicolás de los Garza                                        Fecha:15 de agosto del 2016

Problema #3

Equipo 3. A distillation column is separating ethanolfromwater at a pressure of 1 kg/cm2. A two-phasefeed of 20 wt% ethanol at 93°C is input at 100 kg/min. Thecolumn has a total condenser and a partialreboiler. Thedistillatecompositionis 90 wt % ethanol. Distillate and reflux are at 20°C. Bottomscompositionis 1 wt % ethanol. Reflux ratio is L0/D = 3. A liquid side stream is with drawn above the feedstage. Sidestreamis 70 wt % ethanol, and sidestreamflowrateis 10 kg/min. Find D, B, Qc, and QR.

Una columna de destilación está separando etanol de agua a una presión de 1kg/cm2. Dos fases son alimentadas de 20% de etanol a 93°C con un flujo másico de de 100kg/min.

La columna tiene un condensador total y un recalentador parcial. La composición del destilado es 90% de etanol. El destilado y reflujo están a 20°C. La composición del fondo es 1% etanol.  L0/D=3.

Una corriente líquida esta por encima de la corriente de alimentación, su composición es 70% etanol y tiene un flujo másico de 10kg/min. Encuentra D, B, Qc, y QR.[pic 4]

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1. Balance de masa:

10+100=D+B                                                        

10(0.70)+100(0.20)=D(0.9)+B(0.01)            

D=29.11kg/min

B=80.89kg/min

1. Balance de energía en condensador

V(Hv)+Qc=L0(H0)+D(Hd)     : H0=Hd (misma composición)

V(Hv)+Qc=Hd(L0+D)              : L0=3D

V(Hv)+Qc=Hd(4D)                   : V=4D

Qc=4D(Hd-Hv)

Hv(vap sat. a 0.9et)=280kcal/kg

Hd(liq sub. a 0.9et y 20°C)=10kcal/kg

Sustituyendo:

Qc= -31,428kcal/min

1. Balance de energía global

100(H1)+10(H2)+Qr+Qc=B(Hb)+D(Hd)

H1(isoterma bifásica a 0.2et y 93°C)=200kcal/kg

H2(liq. sat. a 0.7et)=70 kcal/kg

Hb(liq. sat a 0.01et)=100 kcal/kg

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