EJERCICIO DESTILACIN Se van a fraccionar diez mil libras por hora de una solucin de acetona-agua, que contiene 25% en peso de acetona, a 1 atm de presin. Se desea recuperar 99.5% de la acetona en el destilado a una concentraci6n de 99% en masa. La alimentacin se va a tener a 80F y se va a precalentar mediante un intercambio de calor con el producto residual del fraccionador, que a su vez se va a enfriar a 125 F. Los vapores destilados se van a condensar y enfriar a 37.8 C mediante agua de enfriamiento que entra a 26.7 C y sale a 40.6 C. El reflujo se va a regresar a 37.8 C con una relacin de reflujo de 1.8. Se va a utilizar vapor vivo, a 70 kN/m

2, en la base de la torre. La torre va a estar aislada para reducir la

prdida de calor a valores despreciables. Encuentre: Los datos vapor-lquido en el equilibrio a una presin absoluta de 1 atm, los calores de solucin, los calores especficos y los calores latentes de evaporaci6n para el sistema acetona-agua son:

x, fraccin mol de acetona en el

lquido

Calor integral de solucin a 15 C, kJ/kmol solucin

y, fraccin mol en equilibrio de

acetona en vapor

Temperatura vapor-lquido

C

Calor especfico a 17.2 C,

kJ/kg solucinC

0.001 0 0.00 100.0 4.187

0.01 0.253 91.7 4.179

0.02 - 188.4 0.425 86.6 4.162

0.05 -447.3 0.624 75.7 4.124

0.10 -668.7 0.755 66.6 4.020

0.15 -770 0.798 63.4 3.894

0.20 -786 0.815 62.2 3.810

0.30 -719 0.830 61.0 3.559

0.40 -509 0.839 60.4 3.350

0.50 -350.1 0.849 60.0 3.140

0.60 -252.6 0.859 59.5 2.931

0.70 0.874 58.9 2.763

0.80 0.898 58.2 2.554

0.90 0.935 57.5 2.387

0.95 0.963 57.0 2.303

1.00 1.00 56.5

Temperatura, C 20 37.8 65.6 93.3 100

Calor especfico acetona, kJ/kgC

2.22 2.26 2.34 2.43

Calor latente de evaporacin, kJ/kg

1013 976 917 863 850

1. Las entalpias de los lquidos y vapores saturados con la relacin a acetona y agua a 15 C y grafique el diagrama de

entalpa-concentracin, a una presin absoluta 1 atm. 2. El flujo y composicin del destilado y reflujo, por hora. 3. La carga calorfica del condensador y el flujo del agua de enfriamiento, por hora. 4. El flujo del vapor y del residuo y la composici6n del residuo, por hora. 5. La entalpa de la alimentacin al entrar en la torre y su condici6n (expresada cuantitativamente). 6. El nmero de platos ideales requerido si la alimentaci6n se introduce en la ptima ubicacin. 7. El flujo, kg/h, del lquido y del vapor en el plato superior, en x = 0.6, 0.1, 0.025, y en el plato inferior. Para una torre

de dimetro uniforme, las condiciones del plato que controla el dimetro, si el criterio en un lmite del 75% a la inundacin.

8. Encuentre la altura de la torre empacada si se usan Sillas Berl de cermica de 1 de tamao nominal, y una cada de presin del gas de 800 Pa/m .