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• Celia Damián Quispe

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Ejercicio En un proceso de dos etapas, ácido acético (A) se extrae del agua (W) en hexanol (H) en un recipiente de extracción de líquido-líquido y después el producto extraído se separa mediante un proceso de destilación. Asuma que el agua es completamente insoluble en el hexanol. Una mezcla de 18% (p/p) en ácido acético y agua se alimentan al equipo de extracción liquido-liquido. Hexanol puro es alimentado a la columna de extracción de ácido acético. La corriente rica en agua que sale del equipo de extracción tiene un 99,5% (p/p) de agua y el resto de ácido acético. El producto de la extracción rico en hexanol del equipo de extracción se alimenta a la columna de destilación. La composición del destilado es del 96% (P/P) en ácido acético y el resto de hexanol. La corriente de cola contiene 97.2% (P/P) en hexanol y recupera un 95% del hexanol que es alimentado al equipo de extracción liquido/liquido. Calcula el porcentaje de ácido acético en el proceso de alimentación que es recuperado en la columna de destilación: • • •

H → hexanol W→ agua A→ ac. acético

Definir los grados de libertad (GL=0): Grados de libertad = # incógnitas - # compuestos de Balance masa - # otras ecuaciones

Determinar los grados de libertad si sólo trabajáramos en el extractor liq/liq • • •

# incógnitas = 5 (m1, m2, m3, m4 y X) # compuestos de Balance masa = 3 (agua, hexanol, ácido acético) # otras ecuaciones = 0

Los grados de libertad = 5-3-0 = 2 Determinar los grados de libertad si sólo trabajáramos en el destilador: • • •

# incógnitas = 4 incógnitas # compuestos de Balance masa = 2 # otras ecuaciones = 0 Los grados de libertad = 4-2-0 = 2

Determinar los grados de libertad si trabajáramos con todo el proceso: • • •

# incógnitas = 4 incógnitas # compuestos de Balance masa = 3 # otras ecuaciones = 1 Los grados de libertad = 4-3-1= 0

Cómo base de cálculo, supongo que m2 = 100 Empezamos a resolver el problema: Haciendo un balance GLOBAL M2 = 100 0.95(m2) = 0.972m6 0.95(100) = 0972m6 M6= 97.7 Balance global: Entradas = salidas M1 + m2 = m5 +m6 +m4 M1+100 = m5 + 97.7 + m4 Balance por componente: Ácido acético:

0.18m1 = 0.005m4 +0.96m5+0.0028m6 0.18m1 = 0.005m4 + 0.96m5 + 0.0028 (97.7)

Agua: 0.82m1 = 0.995m4 Hexanol: 1m2 = 0.04m5 + 0.972m6 100 = 0.04m5 + 0.972(97.7) • • •

M5 = 125.89 M1 = 702.69 M4 = 579.10

Porcentaje de recuperación del ácido acético:

% recuperación =

destilado × 100 entrada de alimentación

% recuperación =

0.96 × 125.89 × 100 = 95.5% 0.18 × 702.69