extracción L-L CONTACTO SENCILLO

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Diapositiva 1

1,1,2-TRICLOROETANOACETONAAGUA0,525,9693,520,546,5192,950,6813,9785,350,7317,0482,230,7919,0580,16123761,0226,9272,061,0427,6371,331,1129,5469,351,1730,8867,951,635,7362,672,140,9573,7546,0550,26,5251,7841,714,65827,4DATOS DE EQUILIBRIO1,1,2-TRICLOROETANOACETONAAGUA90,938,750,3289,3210,280,478,3220,780,973,7625,141,171,0127,661,3360,8537,062,0959,2138,522,2758,2139,392,455,4841,672,8553,9242,973,1147,5748,214,224053,956,0533,757,48,926,2660,3413,414,65827,41Solo necesitamos los datos de dos de los componentes para la graficacion de la curva binodal y demas datos correspondientes. En este caso tomaremos los datos del soluto (Acetona) y el disolvente (1,1,2-Tricloroetano)Fase del refinado1,1,2-TRICLOROETANOACETONA0,525,960,546,510,6813,970,7317,040,7919,051231,0226,921,0427,631,1129,541,1730,881,635,732,140,93,7546,056,5251,7814,658Fase del Extracto1,1,2-TRICLOROETANOACETONA90,938,7589,3210,2878,3220,7873,7625,1471,0127,6660,8537,0659,2138,5258,2139,3955,4841,6753,9242,9747,5748,214053,9533,757,426,2660,3414,6582

Graficamos los puntos de equilibrio, del refinado con el que le corresponde en el extractoFase del refinado1,1,2-TRICLOROETANOACETONA123Fase del Extracto1,1,2-TRICLOROETANOACETONA60,8537,06(1,23)(60,85;37,06)3

Hagamos lo mismo para otro punto del sistema(1,23)Fase del refinado1,1,2-TRICLOROETANOACETONA2,140,9(60,85;37,06)(2,1;40,9)Fase del Extracto1,1,2-TRICLOROETANOACETONA4053,95(40;53,95)Terminamos de graficar los puntos de la misma forma4

Trazamos la curva binodal que ser la unin de los puntos graficadosTrazamos las rectas de reparto, que corresponderan a la union de los puntos de la fase de refinado con su correspondiente en la fase del extractoAhora trazaremos la lnea conjugada mediante el mtodo de Sherwood.De igual forma las demas.5

Procedemos a trazar la curva binodalYA ESTAMOS LISTOS PARA REALIZAR INTERPOLACIONES DE RECTAS DE REPARTO Y DEMAS CALCULOS6Ejemplo 2GRAFICAR LA CURVA DE SOLUBILIDAD, RECTAS DE REPARTO Y CURVA DE INTERPOLACIN PARA EL SIGUIENTE SISTEMA

7EXTRACIN LQUIDO-LQUIDOMTODOS DE CLCULO8METODOS DE CLCULOContacto sencillo discontinuoContacto mltiple en corriente directa Continuo o discontinuoContacto mltiple en contracorriente continuoContacto mltiple en contracorriente con reflujocontinuo

9SUPOSICIONES SIEMPRE HAY CONTACTO ENTRE LA ALIMENTACIN Y EL DISOLVENTE.

EQUILIBRIO ENTRE EL ESTRACTO Y EL REFINADO

LAS FASES FORMADAS SE SEPARAN

RECUPERACIN DEL DISOLVENTE

disolventealimentacinextractorefinadoextractorefinadoextractorefinadodisolventedisolvente10CONTACTO SENCILLO

disolvente parcialmente miscible con uno de los componentes de la alimentacin y totalmente miscible con el otro.BCBA11 etapa 1Refinado,R1Extracto,E1Alimentacin, FDisolvente, BSep. disolventeSep. disolventexFxyProducto Refinado, RProducto extrado, EBB

12por regla de la palanca se obtiene:

una ves determinados los puntos x1 y y1, se Calculan E1 Y R1, ASI:

xy13 para el calculo de la cantidad de extracto y refinado tenemos la relacin:

cuando la mezcla entre el disolvente y la alimentacin Sean ternarias, , , se calculan con las ecuaciones anteriores y el resto as:

YX14CONTACTO SENCILLO

2. disolvente parcialmente miscible con ambos componentes de alimentacin.BCBA15Este caso posee las mismasEcuaciones del caso anterior :

16CONTACTO SENCILLOSistemas inmisciblesA y B son totalmente inmiscibles permaneciendo cada uno en una fase.La concentracin se representa en base a la fase inmutable: = peso de C / peso de A = peso de C / peso de B

17 etapa 1Refinado,R1Extracto,E1Alimentacin, FDisolvente, BSep. disolventeProducto Refinado, RProducto extrado, EB

(A + C)

(B+C1)( A + C2 ) BALANCE DE C:

O BIEN:

18 : concentracin de extracto en el equilibrio. : concentracin de refinado en el equilibrio.

Para una distribucin ideal:

En caso de no ser puro el disolvente: teniendo en cuenta que:

019 EJEMPLO 7-5 100kg de una mezcla, acido actico-cloroformo de composicin 30% en peso de acido actico, se tratan en contacto sencillo con agua a 18c. calclese: a) cantidades de agua mnima y mxima a emplear. b) concentracin mxima del acido actico en el producto extrado. c) la cantidad de agua a emplear para que la concentracin del producto extrado sea mxima.

20 DATOS DEL EQUILIBRIO

FASE PESADA(%PESO)FASE LIJERA(%PESO)CHCL3H20CH3COOHCHCL3H20CH3COOH99.010.9900.8499.16091.851.386.771.2173.6925.1080.002.2817.127.3048.5844.1270.134.1225.7515.1134.7150.1867.155.2027.6518.3331.1150.5659.997.9332.0825.2025.3949.4155.819.5334.6128.8523.2847.8721

b)La concentracin mxima que puede alcanzar el cido actico en el producto extrado.es: b- 95,5% de cido actico.C- La cantidad de agua a emplear para que la concentracin del producto extrado sea mxima.

227.6) si la mezcla indicada en el ejemplo 7-5 se trata con 120 Kg de agua, calclese: a) las composiciones del extracto y del refinado.b) los pesos del extracto y del refinado.c) las composiciones de los productos extrado y refinado.d) los pesos de los productos extrado y refinado.e) el porcentaje de cido actico extrado.

23las composiciones del extracto y del refinado.

Los pesos de E y R

24c)Las composiciones de los productos extrado y refinado.

d)Peso de producto E y R

e) Acido actico extrado.

25Diagrama Concentracin-Contenido

26Las cantidades de extracto y de refinado

Las composiciones del extracto y del refinado son :

27Los datos de equilibrio entre fases liquidas para el sistema cloroformo-agua-cido actico, a 18C, correspondiente a extremos de rectas de reparto, son las siguientes:FRACCION PESADA, PESO %FRACCION LIGERA, PESO %CHCl3H2OCH3COOHCHCl3H2OCH3COOH99,010,9900,8499,16091,851,386,771,2173,6925,1802,2817,727,348,5844,1270,134,1225,7515,1134,7150,1867,155,227,6518,3331,1150,5659,997,9332,0825,225,3949,4155,819,5334,6128,8523,2847,8728Ejemplo 7.7) 200 kg de una mezcla de acetona y acetato de etilo que contiene una cantidad de agua (28% de acetona, 70% de acetato de etilo y 2% de agua) se somete a un proceso de extraccin simple (una sola etapa) empleando como agente extractor agua con un 5% de acetato de etilo. Haciendo uso del diagrama concentracin-contenido en disolvente, calclese: La cantidad necesaria de agente extractor para que la concentracin del producto refinado sea 10% en peso de acetona.La composicin del producto extradoLas cantidades de productos extrado y refinado.Las cantidades de extracto y refinado.Las composiciones del extracto y refinado

29Recordando que son los diagrama concentracin-contenido en disolvente

B = Acetato de etilo A = Acetona C= agua 30Calculando N y XYRefinadoExtractoNXNX0.04012.500.040.057.70.280.050.16.150.430.060.144.610.540.070.183.550.580.080.223.060.60.080.242.610.630.10.292.120.620.110.312.030.640.160.391.420.64

31GRAFICAMOS

Localizamos la alimentacin:

Localizamos el punto representativo del agente extractor: Xs= 0 Ns= 95/5 = 19 Xm=0.244 Ns=2.77Para calcular la cantidad necesaria de agente extractor, (ec 7.19):

Para calcular la cantidad de agente extractor:

B. La composicin del producto extrado Y=0,426 (kg de acetato/kg de acetato +acetona)Y=0,426Calculamos el punto M-(grafica)=0.020432c) las cantidades de productos extrado y refinado se calculan con la ec 7,13 y 7,14.

d) Las cantidades de extracto y refinado vendrn dadas por la expresiones

La s composiciones del extracto y del refinado son:

33b) Disolvente parcialmente miscible con ambos componentes de alimentacinb) las ecuaciones que pueden deducirse son anlogas a las indicadas para el caso anterior.

34c) Sistemas inmiscibles35c) Sistemas inmiscibles

balance de materia referido al componente C, tenemos:

x1 concentraciones del extracto y1 concentracin de refinado obtenidas al alcanzarse el equilibrio entre fases.

cuando el agente extractor es disolvente puro B

36Cuando el agente extractor no es disolvente puro sino que su concentracin es ys

37Ejemplo 7.8 De una disolucin acuosa de acetona de composicin 20% en peso de acetona se ha de separar la acetona por extraccin, empleando como agente extractor benceno puro a 15C. Calclese:a) Las composiciones del extracto y del refinado si la cantidad de benceno empleada es de 2 Kg por kilogramo de mezcla a tratar.b) La cantidad necesaria de benceno por 100 kg de mezcla si la concentracin de acetona en el refinado no ha de ser superior al 3% en peso. Los datos de equilibrio para este sistema a 15C, correspondientes a extremos de rectas de reparto, son los siguientes:

38Fase acuosaFase Bencnicabencenoacetonaaguabencenoacetonaagua0.1594.995.24.70.10.110889.989.910.80.20.32079.773.426.10.50.73069.355.2431.81.44058.639.156.54.43.25046.827.663.98.5Datos de equilibrio: 39 A partir de los datos de equilibrio calculamos los valores de x (Kg acetona/Kg agua) e y (Kg acetona/Kg benceno), obteniendo los siguientes resultadosXY0.05260.04940.11120.12130.25090.35560.43290.77890.68261.44501.06842.3152La composicin de la mezcla a tratar es: xF= 20/80= 0.25Como el agente extractor es benceno puro: ys=0La relacin A/B ser: A/B=0.80/2=0.440Construido el diagrama x vs y, trazamos por el punto (0.25,0) la recta de pendiente -0.40.25

Curva de equilibrio0.0700.070b) La cantidad necesaria de benceno por 100 kg de mezcla si la concentracin de acetona en el refinado no ha de ser superior al 3% en peso.41b) La concentracin del extracto y1 en el equilibrio con x1=3/97=0.031 se determina a p