Multiples alimentaciones y vapor abierto

7.30 Multiples alimentaciones y vapor abierto.

El disolvente A debe separarse del agua mediante destilación para producir un destilado que contenga 95% en moles de A con una recuperación del 95%. La alimentación está disponible en dos corrientes líquidas saturadas, una que contiene 40% en moles A y el otro 60% en moles A. Cada corriente proporcionará 50 kmol / h de componente A. El a es 3 y dado que el componente menos volátil es agua, se propone suministrar el calor necesario del hervidor en el forma de vapor abierto. Para el diseño preliminar, el reflujo operative relación, L = D, es 1,33 veces el mínimo, utilizando un condensador total. Los Se estima que la eficiencia total de la placa es del 70%. Cuantos platos será necesario y cuál será la composición de los fondos? Determinar analíticamente los puntos necesarios para ubicar las líneas operativas. Cada alimento debe ingresar a la columna en su ubicación óptima.

Asunto: Recuperación por destilación con vapor abierto de disolvente A del agua en dos alimentaciones.

Dado: Dos alimentos líquidos saturados, cada uno con 50 kmol / h de A. El alimento 1 contiene 40% en moles

A y la alimentación 2 contienen 60% en moles de A. La unidad consta de una columna y un condensador total. Vapor abierto

se utiliza en lugar de un hervidor parcial. Volatilidad relativa = 3.0 para A con respecto al agua.

El destilado debe contener 95% en moles de A con una recuperación del 95%.

Supuestos: Desbordamiento constante de los molares. El vapor abierto entra en la etapa inferior como vapor saturado.

Ambos feeds ingresan en ubicaciones óptimas.

Encuentre: Para una eficiencia general de la placa del 70% y un R = L / D = 1.33 veces el mínimo, determine

el número de placas reales. Calcule la composición de los fondos. Determinar analíticamente la Ubicación de las tres líneas operativas.

Análisis: El caudal total de la Alimentación 1 = 50 / 0,4 = 125 kmol / h. La tasa de alimentación total de Feed 2 =50 / 0,6 = 83,3 kmol / h. La tasa de alimentación total de A = 50 + 50 = 100 kmol / h. Para una recuperación del 95% de A en el destilado, el caudal de A en el destilado = 0,95 (100) = 95 kmol / h. Con un lunar fracción de 0,95 para A en el destilado, el caudal total del destilado = 95 / 0,95 = 100 kmol / h.

De la ecuación. (7-3) para α = 3, las fracciones molares de equilibrio de A están relacionadas por,

[pic 1]

La ecuación (1) se traza en el diagrama de McCabe-Thiele en la página siguiente. Porque Feed 2 es más rico en A que en la Alimentación 1, la Alimentación 2 entra en la columna sobre la Alimentación 1. A reflujo mínimo, el pellizco La condición ocurrirá en la Alimentación 1 o en la Alimentación 2. Suponga que el pellizco ocurre en la Alimentación 2. Para un alimentación líquida saturada, usando Eq. (1), la línea de operación de la sección superior intersecará el equilibrio curva para xF = 0,6 en y = 3 (0,6) / [1 + 2 (0,6)] = 0,818. Por lo tanto, la pendiente de esta línea de operación es, 0,6 en y = 3 (0,6) / [1 + 2 (0,6)] = 0,818. Por lo tanto, la pendiente de esta línea de operación es,

(L / V) mínimo = (0,95 - 0,818) / (0,950 - 0,6) = 0,377

En consecuencia, utilizando la ecuación. (7-17), R = L / D = (L / V) min / [1 - (L / V) min] = 0.377 / (1 - 0.377) = 0.605 y Lmin = 0,605 (100) = 60,5 kmol / h. Ahora revise la sección central para ver si la línea de operación está por debajo de la curva de equilibrio.

La tasa de líquido en la sección central = L '= L + F2 = 60.5 + 83.3 = 143.8 kmol / h.

La tasa de vapor en la sección central = V '= V = L + D = 60.5 + 100 = 160.5 kmol / h.

Por lo tanto, la pendiente de la línea de operación en la sección central = L '/ V' = 143.8 / 160.5 = 0.896. Como se ve en el diagrama de McCabe-Thiele en la página siguiente, esta línea de operación no se cruza la curva de equilibrio. Por lo tanto, el pellizco ocurre en la alimentación 2 (la alimentación superior). Para una relación de reflujo de funcionamiento de 1,33 veces el mínimo, L = 1,33 (60,5) = 80,5 kmol / h.

La tasa de vapor en la sección superior = L + D = 80.5 + 100 = 180.5 kmol / h.

Por lo tanto, la línea de operación de la sección superior tiene una pendiente,

L / V = ​​80.5 / 180.5 = 0.446

y pasa a través del punto y = x = 0,95. Se cruza con la línea q vertical en x = 0,6 y para la pendiente de 0,446 = (0,95 - y) / (0,95 - 0,6), y = 0,794.

Para la sección central,

 L '= L + F2 = 80.5 + 83.3 = 163.8 kmol / h

V' = V = 180.5 kmol / h

Por lo tanto, la línea de operación de la sección media tiene una pendiente de

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