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• NikoleAjila

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1. Una disolución acuosa de composición 30% en peso de acetona se trata a razón de 200 kg/h en una instalación por etapas en contracorriente, empleando como agente extractor metilisobutilcetona que contiene 3% de acetona. Calcule la cantidad de agente extractor a emplear y la composición del extracto si el refinado contiene 9% en peso de acetona y el proceso consta de 3 etapas. Los datos de equilibrio son: Concentraciones que definen puntos de la curva binodal a 30 °C Agua 2.33 3.86 4.66 5.53 7.82 10.7 14.8

metilisobutilcetona 93.2 77.3 71.0 65.5 54.7 46.2 38.3

acetona 4.6 18.95 24.4 28.9 37.6 43.2 47

Agua 18.8 24.1 33.5 45.0 64.3 75.8 94.2

metilisobutilcetona 32.8 27.4 20.1 12.4 5.01 3.23 2.12

acetona 48.3 48.4 46.3 42.7 30.9 20.9 3.73

Composiciones de equilibrio que determinan rectas de reparto, % peso de acetona: Capa de metilisobutilcetona 10.66 18.0 25.5 30.5 35.3

Capa de agua 5,58 11.83 15.35 20.6 23.8

2. En un proceso de extracción por etapas a contracorriente, se tratan 500 kg/h de una mezcla acetona y agua de composición 25% en peso de acetona con metilisobutilcetona como disolvente, separándose un extracto y un refinado de composiciones 0.3 y 0.1 respectivamente (fracciones peso), calcule: a) Cantidad de disolvente empleada b) El número de etapas.

3. Disponemos de 1500 kg de una disolución acuosa de piridina de composición 50% en peso. Se pretende reducir su concentración por debajo del 3% en un proceso de extracción en contracorriente empleando clorobenceno como disolvente. Calcule: a) Cantidad mínima de clorobenceno a emplear b) Número de etapas teóricas si se emplean 1500 kg de clorobenceno c) Cantidades de extracto y refinado que salen del sistema.

Datos de equilibrio a 25 °C correspondientes a extremos de líneas de reparto. Agua 0.05 0.67 1.15 1.62 2.25 2.87 3.95 6.4 13.2

clorobenceno 99.95 88.28 79.9 74.28 69.15 65.58 61 53 37.8

piridina 0 11.05 18.95 24.1 28.6 31.55 35.05 40.6 49

Agua 99.92 94.82 88.71 80.72 73.92 62.05 50.87 37.9 13.2

clorobenceno 0.08 0.16 0.24 0.38 0.58 1.85 4.18 8.9 37.8

piridina 0 5.02 11.05 18.9 25.5 36.1 44.95 53.2 49

4. 100 kg de una mezcla ácido acético y cloroformo de composición 35% en peso de ácido, se extraen con agua operando en contacto multietapas y corriente directa (flujos cruzados) a 18 °C para obtener un producto refinado que contenga menos del 3% en peso de ácido acético. Calcule el número de etapas si la cantidad total de agua a emplear es de 100 kg y se usa la misma cantidad en cada etapa. 5. 200 kg de una mezcla ácido acético y cloroformo de composición 28% en peso se extraen con agua en tres etapas y en corriente directa a 18 °C. Las composiciones de los extractos procedentes de cada etapa son 0.395, 0.222 y 0.1 respectivamente. Calcule: a) Cantidad total de agua a emplear b) Composición global del extracto c) Cantidad de refinado 6. La mezcla indicada en el ejercicio anterior se trata en dos etapas de corriente directa. Calcule la cantidad necesaria de agua por kilogramo de alimentación, suponiendo que se emplea la misma cantidad en cada etapa y el refinado ha de tener una composición de 2.5% en peso de ácido acético.

CHCl3 99.01 91.85 80 70.13 67.15 59.99 55.81

capa pesada H2O CH3COOH 0.99 0 1.38 6.77 2.28 17.72 4.12 25.75 5.2 27.65 7.93 32.08 9.53 34.61

CHCl3 0.84 1.21 7.3 15.11 18.33 25.2 28.85

capa ligera H2O CH3COOH 99.16 0 73.69 25.1 48.58 44.12 34.71 50.18 31.11 50.56 25.39 49.41 23.28 47.87