Diagrama del Triángulo Rectángulo: Parte 2. Curva auxiliar de distribución con un diagrama tipo
McCabe-Thiele
Puebla, Pue., Junio 2012
Dra. Mercedes Gómez Mares
Dra. Mercedes Gómez Mares
Problema
• Se tiene una solución de Piridina - Agua al 50% . Si la piridina se va a extraer a contracorriente de modo continuo a un flujo de 2.25kg/s con clorobenceno para reducir la concentración de Piridina al 2%.
a) Determine el flujo mínimo requerido de solvente
b) Si se utilizan 2.3 kg/s de clorobenceno ¿cuál es el número de etapas teóricas y los pesos saturados de Extracto y Refinado?
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M1
M2
M3
E0 E1 E2 B
F R1 R2 R3
Dra. Mercedes Gómez Mares
Curva auxiliar de distribución con un diagrama tipo McCabe-Thiele
• Cuando se requieren muchas etapas de equilibro en un sistema de extracción es más práctico utilizar el Método McCabe-Thiele.
• Método McCabe-Thiele desarrollado por Varteressian y Fenske.
• Los diagramas x-y representan las líneas de reparto en términos de fracción masa (o mol):
•Soluto en el extracto (ya)
•Refinado en equilibrio (xa)
• La curva inicia en el origen y
termina en el punto Plano,
que es donde se cruza una línea
de 45º.
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Dra. Mercedes Gómez Mares
Curva auxiliar de distribución con un diagrama tipo McCabe-Thiele
• Las líneas de reparto en el diagrama triangular ahora se representan con puntos
• Si se añaden las líneas
de operación se pueden
determinar las etapas
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Dra. Mercedes Gómez Mares
Diagrama tipo McCabe-Thiele
A = Diluyente (libre de soluto)
B = Solvente (libre de soluto)
C = Soluto
• Extracto: tiene mayor cantidad de solvente
• Refinado:
• Mayor cantidad de diluyente
• Menor cantidad de solvente
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Extracto y=C/B
Refinado x= C/A
Dra. Mercedes Gómez Mares
Diagrama tipo McCabe-Thiele
y1= soluto /solvente (a la salida)
y0= soluto/ solvente (a la entrada)
xF = soluto/diluyente (en la alimentación)
xN= soluto/diluyente (en el refinado)
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M1
M2
MN
E0 y1
E1 E2 B y0
F xF
R1 R2
RN xN
Dra. Mercedes Gómez Mares
Diagrama tipo McCabe-Thiele
A = Diluyente (libre de soluto)
B = Solvente (libre de soluto)
C = Soluto
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A B C A B C
Refinado Extracto
Dra. Mercedes Gómez Mares
Ejemplo
• Se dispone de 500 kg de una disolución acuosa de acetona de composición 45% en peso de acetona y ha de extraerse el 80% de la acetona en un proceso de extracción en corriente directa, empleando en cada etapa 100kg de 1,1,2-tricloroetano como agente extractor, a 25ºC. Calcúlese:
a) El número de etapas
b) Las composiciones de los extractos separados en cada etapa
c) La composición del producto extraído
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Dra. Mercedes Gómez Mares
Diagrama tipo McCabe-Thiele
Ejemplo
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Refinado Extracto
B A C B A C
solvente soluto Refinado Extracto
C2H3Cl Agua Acetona C2H3Cl Agua Acetona x= C/A y=C/B
0.52 93.52 5.96 90.93 0.32 8.75 0.06 0.10
0.54 92.95 6.51 89.32 0.4 10.28 0.07 0.12
0.68 85.35 13.97 78.32 0.9 20.78 0.16 0.27
0.73 82.23 17.04 73.76 1.1 25.14 0.21 0.34
0.79 80.16 19.05 71.01 1.33 27.66 0.24 0.39
1 73 26 60.85 2.09 37.06 0.36 0.61
1.02 72.06 26.92 59.21 2.27 38.52 0.37 0.65
1.04 71.33 27.63 58.21 2.4 39.39 0.39 0.68
1.11 69.35 29.54 55.48 2.85 41.67 0.43 0.75
1.17 67.95 30.88 53.92 3.11 42.97 0.45 0.80
1.6 62.67 35.73 47.57 4.26 48.17 0.57 1.01
2.1 57 40.9 40 6.05 53.95 0.72 1.35
3.75 50.2 46.05 33.7 8.9 57.4 0.92 1.70
6.52 41.7 51.78 26.26 13.4 60.34 1.24 2.30
14.6 27.4 58 14.6 27.4 58 2.12 3.97
Dra. Mercedes Gómez Mares
Diagrama tipo McCabe-Thiele
Curva de equilibrio: pendiente negativa
10
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
y=C
/B
x=C/A