Prctica 5: Destilacin

Alumnos: lvarez Holly Alexander Celis Prez Natalia Crystel Snchez Parga Andrea

Grupo:13

Fecha de entrega:23/10/2014

PROBLEMAUna mezcla que contiene entre el 30 - 35 % en peso de etanol en agua se destilar en forma continua en una columna de platos. Determinar la relacin de reflujo R = L / D que se necesita para recuperar en el destilado el 50% del etanol alimentado con una pureza no menor del 82%. INFORMACIN EXPERIMENTALL/D3:11:11:3

t reflujo (s)489

t trasciego (s)1283

Vol destilado (mL)94113125

t destilado (s)262177.36144.09

Masa destilado (g)79.894.3100.2

ro destilado g/mL0.80000.83000.8500

Vol fondos (mL)200200200

t fondos (s)126141166

masa fondos (g)194.6195.6197.2

ro fondo (g/mL)0.9860.9780.973

DATOS EXPERIMENTALESGRFICASCUESTIONARIO1.- Cul es el propsito de iniciar el proceso de destilacin en la columna con una operacin a reflujo total? Llegar ms rpido al estadio estacionario.

2.- Una vez que la alimentacin es continua y que existe flujo de fondos y de destilado y con base en las Tablas de resultados, Qu evidencias experimentales indican que la columna est operando en el rgimen permanente?En esta prctica utilizamos el criterio de que las temperaturas se mantuvieran constantes a lo largo de un tiempo. Pues si realizbamos las pruebas como se indica en el guin, hubiramos tardado mucho tiempo.

Para todas las corridas a diferentes relaciones de reflujo L / D conteste lo siguiente:

3.- Cul es el flujo de alimentacin (A), destilado (D) y fondos (F) en kg / h y en kgmol / h?

W destilado rec (kg/h)1.17911.81932.5931

W fondos (kg/h)5.63434.99404.2202

W alimentacin (kg/h)6.66766.89786.8748

W destilado rec (kgmol/h)0.02620.04350.0653

W fondos (kgmol/h)0.27630.22750.1844

W alimentacin (kgmol/h)0.26880.25410.2356

4.- Cul es la composicin de la alimentacin, destilado y fondos en fraccin peso y en fraccin mol?L/D3:11:11:3

% w d96.6385.1177.48

% w f8.5314.1117.46

% w a24.29732.66339.943

L/D3:11:11:3

% mol d91.8169.1057.38

% mol f3.526.047.65

% mol a11.1615.9520.65

5.- Construir una grfica de flujo de destilado en (kg / h) contra relacin de reflujo L / D, explicar Cmo vara uno con respecto al otro?

Al aumentar el valor de la relacin (L/D), decrece el valor del flujo de destilado, esto es porque se recircula una cantidad de mezcla mayor cada vez que se est destilando para poder enriquecer el destilado.

6.- Construir una grfica de fraccin peso del destilado contra la relacin de reflujo L / D, explicar el comportamiento de estas variables

Al incrementar el valor de la relacin (L/D), incrementa la fraccin peso de etanol en el destilado, esto es porque se recircula durante ms tiempo y por ello se enriquece ms el etanol en el destilado.

7.- Construir las grficas de los puntos 5 y 6 para el flujo de fondos en (kg / h), explicar el comportamiento obtenido.

Al incrementar el valor de la relacin (L/D), se incrementa el flujo msico de fondos pues incrementa el lquido retornado a la columna, pero la fraccin peso del etanol en el fondo ser menor porque aumentar el reflujo se enriquece el destilado y empobrece al fondo.

8.- Calcular el porcentaje de recuperacin de etanol en el destilado para cada corrida experimentalReflujo% recuperacin

317.68414197

126.37587243

1/337.71942395

9.- Construir una grfica del porcentaje de etanol recuperado contra la relacin de reflujo L / D, explicar su comportamiento

Al incrementar la relacin de flujo el porcentaje de etanol recuperado disminuye; esto se debe a que cuando incrementamos el lquido retornado a la torre, el destilado es menor (es ms puro pero es menor la cantidad) Por ello con un mayor reflujo a pesar de obtener concentraciones de etanol ms altas, la cantidad de etanol es menor y se obtiene un porcentaje recuperado cada vez menor.

10.- Cul es la relacin de reflujo que recupera el 50% del etanol alimentado y que produce un destilado del 82% de etanol como mnimo? Con ningn reflujo se alcanz el porcentaje de recuperacin de 50% se realiz una extrapolacin con un modelo exponencial con el porcentaje de recuperacin.

11.- Calcular la pendiente de la lnea de operacin de alimentacin de acuerdo a las condiciones de alimentacin a la columna, segn el mtodo de McCabe Thiele

Utilizando el mtodo

La lnea de operacin de la alimentacin

TebC = Temperatura del la mezcla lquida alimentada a la temperatura de saturacinHV = Entalpa molar de la alimentacin al punto de roco (condensacin)TCA = Temperatura de alimentacin de la mezclaHL = Entalpa molar de la alimentacin al punto de burbuja (ebullicin)CpLmezcla = Capacidad calorfica molar de la mezcla de alimentacinCpLmezcla = xmolA CpmolarETOH + (1-xmolA) CpmolarH2O

L/D

3:11:11:3

KelvinT alimentacion 293.15293.15293.15

cal/gmolCp etanol25.554123625.554123625.5541236

cal/gmolCp agua18.104219718.104219718.1042197

cal/gmolCp mezcla18.913738819.310792319.6614621

(C)T eb alimentacion 80.278.1376.8

cal/molHV alimentacion115001150011500

(C)T alimentacion 202020

cal/molHL alimentacion180018001800

q1.117382171.11572541.11513104

q promedio1.11607954

El q de alimentacin debe ser constante, pero como la composicin de entrada vari para cada corrida debido a errores experimentales, tomamos el valor promedio de 1.1160.

La pendiente de la lnea de operacin segn el mtodo es:

12.- En un diagrama de equilibrio yA (fraccin mol en el vapor) Vs. xA (fraccin mol en el lquido) de la mezcla etanol - agua a 585 mmHg, trazar la lnea de operacin para la alimentacin, con la pendiente calculada en el punto 11

Como las composiciones de alimentacin son diferentes para cada corrida, utilizaremos el promedio.

Xetanol alimentacin=0.16

13.- Trazar las lneas de operacin de enriquecimiento o de rectificacin, de cada corrida experimental segn el mtodo de McCabe Thiele, explicar el comportamiento de las pendientes de estas lneas

Tenemos los valores de L/D, con estos podemos calcular los valores de L/V. Este valor de L/V es la pendiente de la lnea de operacin de rectificacin. Para el primer caso el clculo es el siguiente:

L/D31 1/3

L/V 3/4 1/2 1/4

A medida que la pendiente de estas lneas de rectificacin va aumentando, la composicin de salida va aumentando tambin. Esto se debe a que entre ms destilado se regrese a la torre de destilacin, mejor ser la separacin.14.- De acuerdo a la tendencias que tienen las lneas de rectificacin en el diagrama de equilibrio yA Vs. xA, trazar las lneas de rectificacin correspondientes al reflujo total. Trazar tambin la lnea de rectificacin correspondiente al reflujo mnimo

CONCLUSIONESEn este experiment no se logr