Reporte Practica 2 Destilacion Diferencial.docx
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS (E.S.I.Q.I.E.) Departam
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS (E.S.I.Q.I.E.)
Departamento de Ingeniería Química Industrial
LABORATORIO DE OPERACIONES DE SEPARACION DESTILACION
PRACTICA No. 2: “DESTILACION DIFERENCIAL”
ALUMNOS: GIL PACHECO LUIS DANIEL
2010321175
LARIOS PEREZ MARIBEL
2007320337
MARTINEZ OROZCO OMAR
2009320391
VELAZQUEZ SANCHEZ JUANA KAREN
2009320687
MÉXICO D.F. 13 DE MAYO DE 2014
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA Conceptual: Desarrollar los conocimientos para explicar el fenómeno de la separación de dos líquidos volátiles, para lo cual destilara una mezcla binaria en un destilador diferencial a presión constante, comparando los resultados experimentales con los teóricos calculados a partir de la ecuación de Rayleigh y observar así el rendimiento de destilación por este método.
Procedimental: Realizar los diagramas de equilibrio binario de los sistemas: metanol-agua y etanol-agua, como solución ideal y solución no ideal-gas ideal. El alumno deberá desarrollar un check list de los pasos a seguir, su secuencia y su lógica para la operación correcta del equipo instalado en el laboratorio para esta práctica.
Actitudinal: Observar una conducta adecuada durante la realización de la práctica exhibiendo una disciplina profesional. Realizar una investigación en las referencias disponibles sobre las diferentes aplicaciones del proceso de destilación.
Destilacion Diferencial
En la destilación diferencial la mezcla inicial se hace hervir y el vapor generado se separa del liquido, condensándolo tan rápidamente como se genera. Los aparatos usados para este fin reciben el nombre de alambiques.
La destilación por lotes, es un proceso de separación de una cantidad específica de una mezcla líquida en productos, utilizada ampliamente en laboratorio, y para unidades pequeñas de producción, donde comúnmente dicho destilador es utilizado para la separación de muchas mezclas. Cuando existen N componentes en una mezcla de alimentación, será suficiente una columna por lotes, donde se requerirían N – 1 columnas de destilación continua simples.
La destilación por lotes más simple es la diferencial, esta se lleva a cabo en un recipiente calentado (olla o caldera), un condensador y uno o más tanques acumuladores. En esta la alimentación se introduce al recipiente y se llevan los líquidos hasta ebullición, los vapores se condensan y se recogen en un acumulador, sin que ningún flujo sea regresado.
Este proceso es conocido también como la destilación de Rayleigh, debido a que la ecuación que rige el funcionamiento de este destilador fue creada por el.
TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES:
̅ (
Volumen
)
(cm)
(Lts)
Alimentación (F)
0.952
0.29
0.1868
49
44
Destilado 1 (D1)
0.884
0.63
0.4892
4
12.2
Destilado 2 (D2)
0.928
0.42
0.2894
4.5
13.4
Residuo (W)
0.984
0.085
0.04965
8.3
18.4
TEMPERATURA DEL EQUIPO Temperatura inicial ( )
Temperatura Proceso ( )
Temperatura inicial ( )
33
67
78
Temperatura destilador
PROPIEDADES PM (KG/KMOL)
K1
K2
K3
Metanol
32
16.5785
3638.27
239.5
Agua
18
16.3872
3885.7
230.7
(
)
(
( (
)
(
))
( ( (
CONSTANTES DE ANTOINE
( (
))
)) (
))
)
T eb. 64.50362148 65 70 75 80 85 90 95 99.25229666
P Metanol 100.5494 102.5303 124.3605 149.9158 179.6685 214.1280 253.8413 299.3935 343.1928
LEY DE RAOULT P Agua xa 25.7007 1 26.8645 0.973820278 33.3764 0.738293404 39.5028 0.552893002 48.4690 0.396955923 59.0861 0.267432785 71.5855 0.15891912 86.2195 0.067221753 100.5494 0
ya 1 0.993005373 0.913128978 0.824345117 0.709307796 0.56951953 0.401198234 0.200157858 0
LEY DE RAOULT MODIFICADA
( )
(
)
( ) (
) 1=Metanol 2=Agua
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
1 1.00371 1.01621 1.04018 1.07952 1.14015 1.23139 1.36858 1.57836 1.91016 2.46305
1.74351 1.62724 1.51786 1.41591 1.32202 1.23699 1.16184 1.09796 1.04734 1.01304 1
Temperatura 64.50362148 65.985 67.51 69.1 70.81 72.68 74.8 77.38 80.895 86.625 99.25229666
∑ 100.5494 25.13902 106.5574697 26.84673 113.0515229 28.70641 120.169328 30.76033 128.2356762 33.10663 137.5657379 35.84379 148.8162816 39.17548 163.5242418 43.57863 185.4755913 50.24172 226.4309874 62.93016 343.192795 100.54940
1 0.957319392 0.914055123 0.870202608 0.826059358 0.779945728 0.729000582 0.66771715 0.582294283 0.430156058 0
0 0.043447488 0.086668646 0.129947567 0.174114266 0.220481313 0.271601859 0.333101752 0.418660598 0.570621973 1
1 1.00077 1.00072 1.00015 1.00017 1.00043 1.00060 1.00082 1.00095 1.00078 1
SECUENCIA DE CALCULOS
2.- BALANCE Y AJUSTE DE MATERIALES …………….…… (1) ……….…(2) Aplicando Ecuación (1), tenemos ……………………(3) ……...…(4) Convirtiendo a moles
y …………..….…….(5)
Donde: ̅̅̅̅̅
(
) …..(6)
Sustituyendo ̅̅̅̅̅
(
)
(
)
̅̅̅̅̅
(
)
(
)
Sustituyendo en ecuación (3)
y
(
)
De la ecuación (4) calcular
[(
)(
)
(
)(
)]
Aplicando Ecuación (5) y (6), Obtener W
̅̅̅̅̅
(
)
(
)
Aplicando Ecuación (1) (
)
Comprobando
[(
con ecuación (2)
)(
)
(
)(
Aplicando ecuación (7) encontrar la relación
)]
y compararlo con la ecuación (8)
…………….(7) ……………...(8)
Aplicando ecuación (9), calcular la relación
√(
̅
(
)
(
)
) (
) ……..….(9)
…………………………..…(10)
………………………………..(11)
Temperaturas De la grafica T Vs x-y Ley de Raoult Modificada obtenemos:
De la grafica T Vs x-y Ley de Raoult Modificada obtenemos:
De la Ecuación (10) obtenemos valores de ( ( ( (
) ) ) )
De la Ecuación (11) obtenemos valores de ̅ ̅
Sustituyendo en Ecuación (9) √(
)(
)
Comparando con la Ecuación (12), obtenida de la Ecuación (1) ………………..(12)
Determinar las perdidas de calor utilizando los datos de Balance: Calculo del calor suministrado
………………………..(13)
De donde
se obtiene a presión absoluta del vapor:
(
)
Por lo tanto:
…………………………..(14) Donde:
Sustituyendo datos en la Ecuación (14) obtenemos (
) (
)
(
)
……………..……….(15) Sustituyendo en la Ecuación (15)
De la Ecuación (13) obtenemos el valor de
…………………(16)
)
(( )
[(
) )
(
)
(
))]………….(17)
(
)
(
(( *(
(
(
(
(
)
*(
)) (
)
)) (
)
))+…………….(18)
)
((
)+ (
)..(19)
Sustituyendo datos en Ecuación (17) [(
)
(
(
[(
)
)
)] (
)
(
(
))]
Sustituyendo datos en Ecuación (18) [(
)
(
(
[(
)
) (
)] (
)
(
))]
De la Ecuacion (16)obtenemos: (
)
(
)
BIBLIOGRAFIA * http://depa.fquim.unam.mx/procesos/PDF/Procesos%20II.pdf