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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Facultad de Ingeniería Química Escuela Profesional de Ingeniería Química

2018 TERMODINAMICA II

  

TEMA:

“SISTEMA METANOL-BENCENO” PROFESOR : Mg. Policarpo Suero Iquiapaza ALUMNO : Trujillo Ramos, Christian Alberto. Valverde Ramos, Jaime Antonio. Wong Calderón, Gian Franco. Yauri Cahua, Karen Lizeth. Zuñiga Fritas, Andrea Roxana

 

SEMESTRE :2018V GRUPO 9



FECHA DE TRABAJO: 25/01/2018

UNAC Facultad de Ingeniería Química

25/01/2018

Bellavista –Callao

[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018 o OBJETIVOS   

𝐸𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑟 𝑢𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎 𝑷 − 𝒙 − 𝒚 𝒂 𝑻 = 𝟖𝟎℃ 𝐸𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑟 𝑢𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎 𝑻 − 𝒙 − 𝒚 𝒂 𝑷 = 𝟏𝟎𝟏, 𝟑𝟑𝑲𝑷𝒂 𝐸𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑟 𝑢𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎 𝒙 − 𝒚

o CALCULOS SISTEMA: Metanol (1) – Benceno (2) o Constantes de la Ecuación de Antoine para el sistema A B C

1

2

16,5785 3638,27 239,5

13,7819 2726,81 217,572

o Hallamos presiones criticas Psat1 Psat2 179,668495 101,328714

o Realizamos la grafica P-x-y X1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

UNAC

P 101,328714 109,162692 116,99667 124,830649 132,664627 140,498605 148,332583 156,166561 164,000539 171,834517 179,668495

Y1 0 0,16458782 0,30713437 0,43178938 0,54172239 0,63939601 0,72675265 0,80534492 0,8764288 0,94103122 1

Página 2

[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018 Grafica 1 P-x-y : (Excel ) 180 170

PRESIÓN P (KPa)

160 150 140 130 120

X1-P

110

Y1-P

100

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

COMPOSICION X1, Y1

o

CODIFICACIÒN EN MATLAB

Codificación (Metanol-Benceno) a Temperatura constante disp('- Temperatura del sistema (ºC)=80'); T1=80; %PRESIONES DE VAPOR A TCTE disp('Constantes de Antoine del compuesto 1 (Metanol)') disp('A=16.5785'); disp('B=3638.27'); disp('C=239.5'); A1=16.5785; B1=3638.27; C1=239.5; disp('Constantes de Antoine del compuesto 2 (Benceno)') disp('A=13.7819'); disp('B=2726.81'); disp('C=217.572'); A2=13.7819; B2=2726.81; C2=217.572; %Definir operacion, ecuacion de Antoine disp(' - Calculo de las presiones de Vapor de los compuestos 1 y 2'); P1=exp(A1-(B1/(C1+T1))); fprintf(' Presión de Vapor del compuesto 1 = %0.3f KPa \n',P1); P2=exp(A2-(B2/(C2+T1))); fprintf(' Presión de Vapor del compuesto 2 = %0.3f KPa \n',P2); %CALCULO DE LAS PRESIONES VARIABLES DEL SISTEMA SEGUN ECUACION PPvap2=(Pvap1-Pvap2)x disp('-Cálculo de presiones variables del sistema segun la ecuacion:PPvap2=(Pvap1-Pvap2)x ') x =0:0.1:1; for i=1:length(x) %Definir operación para sacar la Presión del Sistema PS1(i)=((P1-P2)*(x(i)))+ P2; fprintf(' %0.3f KPa \n',PS1(i)); end %Cálculo de composiciones de vapor (y)

UNAC

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[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018 disp('- Composiciones en vapor (yi):') fori=1:length(x) y1(i)= ( x(i)*P1)/ PS1(i) ; fprintf(' %f \n',y1(i)); end %Graficar Método Ideal a Temperatura Constante figure(1) plot(x,PS1,y1,PS1,'marker','.'), xlabel('xi,yi'), ylabel('Presión (KPa)'), title('Equilibrio liquido-vapor a T cte (Método Ideal)'), legend('Composicion de liquido(xi)','composición de vapor(yi)') text(0,P2-1,'Psat2'), text(1,P1,'Psat1'), gridon figure(2) plot(x,y1,'color','c','marker','.'), xlabel('Composición xi'), ylabel('Composición yi'), title('Diagrama y-x a T cte (Método Ideal)'), holdon plot(x,x,'color','black','linestyle','--'), legend('y-x','azeótropo'), gridon

A Temperatura Constante (𝑻 = 𝟖𝟎℃)



UNAC

Ingresa la temperatura y las constantes de Antoine más enter

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[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018 o Gráfica T-x,y

o Gráfica y-x

UNAC

Página 5

[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018 o A PRESION CONSTANTE =101.33KPa o Constantes de la Ecuación de Antoine para el sistema 1

2

16,5785 A 3638,27 B 239,5 C o Hallamos temperaturas criticas

13,7819 2726,81 217,572

Tsat1

Tsat2

(Tsat2-Tsat1)/9

64,7001891

80,00041203

1,700024769

o Realizamos la gráfica T-x-y T(°C) 80,000412 78,3003873 76,6003625 74,9003377 73,200313 71,5002882 69,8002634 68,1002387 66,4002139 64,7001891

P1(T) 179,671134 169,053145 158,958459 149,36707 140,259469 131,616643 123,420072 115,651724 108,294055 101,33

P2(T) 101,33 96,13281658 91,14671081 86,36572768 81,78398292 77,39566483 73,1950361 69,17643552 65,33427971 61,66306475

P-P2(T) 0 5,19718342 10,18328919 14,96427232 19,54601708 23,93433517 28,1349639 32,15356448 35,99572029 39,66693525

x1 0 0,07127208 0,15016998 0,23752307 0,33426002 0,44142205 0,56017808 0,69184217 0,83789359 1

Y1 0 0,11890624 0,23557475 0,3501246 0,46267771 0,5733592 0,68229763 0,78962538 0,89547907 1

Grafica 2 T-x-y:(Excel) 81 79

X1-T

77

TEMPERATURA (ºC)

Y1-T

75 73 71 69 67 65 63 0

UNAC

0.2

0.4

0.6

x1-y1

0.8

1

1.2

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[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018 Solver : x1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

T(°C) 80,000412 77,6611593 75,6094984 73,7827325 72,1369068 70,6398403 69,267313 68,0005021 66,8245936 65,7277071 64,7001891

F(T) 0 -9,59747E-05 6,95477E-05 3,30736E-05 -1,22042E-05 -6,1285E-05 5,02045E-05 8,86611E-05 2,63788E-05 -7,24069E-05 1,84741E-13

Psat1 179,6711335 165,197129 153,3081697 143,3263978 134,7999252 127,4134128 120,9394843 115,2088952 110,0932381 105,4930457 101,33

y1 0,000000 0,163029 0,302592 0,424336 0,532122 0,628705 0,716113 0,795877 0,869186 0,936976 1,000000

Grafica 3 T-x-y:(Excel) 81 79 X1-T

77

TEMPERATURA (ºC)

Y1-T

75 73 71 69 67 65 63 0

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0.2

0.4

0.6

x1-y1

0.8

1

1.2

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[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018 o

CODIFICACIÒN EN MATLAB

Codificación (Metanol-Benceno) a Presión constante disp('- Presión del sistema (KPa)=101.33'); P=101.33; %Temperaturas de saturación a P cte disp('Constantes de Antoine del compuesto 1 (Metanol)') disp('A=16.5785'); disp('B=3638.27'); disp('C=239.5'); A1=16.5785; B1=3638.27; C1=239.5; disp('Constantes de Antoine del compuesto 2 (Benceno)') disp('A=13.7819'); disp('B=2726.81'); disp('C=217.572'); A2=13.7819; B2=2726.81; C2=217.572; %Definir operación, ecuación de Antoine disp('- Calculo de la temperatura de saturación de los compuestos 1 y 2'); T1=(B1/(A1-log(P)))-C1; fprintf(' La temperatura de saturación del compuesto 1 = %0.3f °C\n',T1); T2=(B2/(A2-log(P)))-C2; fprintf(' La temperatura de saturación del compuesto 2 = %0.3f °C\n',T2); disp('- Cálculo de temperaturas del sistema:') temp =linspace(T2,T1,10); fprintf('%0.3f °C \n',temp) disp('- Composiciones de líquido (xi): ') fori=1:length(temp) P1(i)=exp(A1-(B1/(C1+temp(i)))); P2(i)=exp(A2-(B2/(C2+temp(i)))); end fori=1:length(temp) %Definir operación para sacar la composicion del liquido x1(i)= ((P - (P2(i)) )/((P1(i))-(P2(i)))); fprintf(' %0.3f \n',x1(i)); end disp('-Composiciones en vapor (yi): ') fori=1:length(x1) %Composiciónyi y(i)=x1(i)*P1(i)/P; fprintf(' %0.3f \n',y(i)); end %Graficar Método de Ideal a Presión Constante figure(1) plot(x1,temp,y,temp,'marker','.'), xlabel('xi,yi'), ylabel('Temperatura (°C)'), title('Equilibrio liquido-vapor a P cte (Método Ideal)'), legend('Composicion de de líquido(xi)','composición de vapor(yi)') text(0,T2+1,'Tsat2') text(1,T1,'Tsat1') gridon figure(2) plot(x1,y,'color','c','marker','.')

UNAC

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[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018 xlabel('Composición xi'), ylabel('Composición yi'), title('Diagrama y-x a T cte (Método Ideal)'), holdon plot(x1,x1,'color','black','linestyle','--') legend('y-x','azeótropo') gridon

A Presión Constante (𝑷 = 𝟏𝟎𝟏. 𝟑𝟑𝒌𝑷𝒂)

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UNAC

Ingresa la temperatura y las constantes de Antoine más enter

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[TERMODINAMICA II ] 25 de enero de 2018

o Gráfica P-x,y

o Gráfica T-x,y

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