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(

)

( ) ( )

( )

W=75,2789

D=24,72

(

)

(

)

Pregunta 10 Una alimentación de 20% molar de benceno en tolueno se destila en una operación por cargas (por lotes), con el fin de obtener un destilado con una composición media de 35% molar de benceno, Calcúlese la cantidad de residuo suponiendo α=2,5 Datos Datos

F=100 Zf=0,20 D=? Yd=? W=? Xw=0,35 α=2,5

( ) ( 

)

(

)……….(1)

(

)+

(

)

(

)+

(

)

Si Xw = 0,15

( (

)+

(

) )

W=74,6118

D=25,3881

(



)

(

)

Si Xw = 0,18

(

)

(

)

)+

(

(

)

D=10,5482

(

Xw 0,15 X 0,18

)

(

)

Yd 0,3469 0,35 0,3706

Interpolando

Xw = 0,1539

Pregunta 11 Una mezcal que contiene 60 moles de benceno y 40 moles de tolueno se somete a una destilación diferencial por cargas bajo tres condiciones diferentes, a la presión de 1atm: Utilizando α=2,43 determínese la composición del destilado y del residuo para cada uno de los casos. a) Hasta que el residuo en el calderin contiene un 15% en moles de benceno b) Hasta que se evaporan 40 moles de alimentación.

Datos

F=100 Zf=0,6 D=? Yd=? W=? Xw=0,15 α=2,43

( ) ( (

)+

( )

(

)……….(1)

)+

(

(

)

)

W=10,5360

D=89,4639

(

)

(

)

b)

D=40 W=60 Xw=?

( ) (

)+

( )

Prueba de error

)……….(1)

)+

( (

(

)+

( (

) )

Xw 0,5 X 0,49

ln(F/W) 0,5066 0,5108 0,5544

Xw=0,49912 Pregunta 12 Una mezcla de benceno y tolueno de composición de 0,45 en fracción molar de benceno se somete a una destilación diferencial a presión atmosférica. La operación se detiene cuando la concentración del calderin es 0,15 molar de benceno. Calcular a) La concentración el vapor separado b) La composición del líquido residual Considerar que la volatilidad relativa es constante e igual a 2,45 Datos

F=100 Zf=0,45 D=? Yd=? W=? Xw=0,15 α=2,45

( ) ( (

)+

( )

)

(

)……….(1)

)+

(

(

1,4932

W=22,4652

D=77,5348

( b) Xw=0,15

)

(

)

)

Pregunta 13 Una mezcla 60% de isopropanol en agua ha de destilarse a 1 atm mediante una destilación simple discontinua hasta que el residuo líquido que queda en la caldera del destilador tiene una concentración de 20% (sobre una base molar) ¿Cuáles será la composición del destilado recogido? Datos

F=100 Zf=0,60 D=? Yd=? W=? Xw=0,20 XA 0 0,2195 0,462 0,5242 0,5516 0,5926 0,6821 0,7421 0,916

XB 0 0,0118 0,0841 0,1978 0,3496 0,4525 0,6794 0,7693 0,9442

∫

( (

) )

( ) ( )

( )

W=492,010

D=-392,010

X 0,2 0,2195 0,462 0,5242 0,5516 0,5926 0,6

Y 0,01075 0,0118 0,0841 0,1978 0,3496 0,4525 0,4712

1/(Y-X) -5,2840158 -4,8146364 -2,6462026 -3,0637254 -4,9504950 -7,1377587 -7,7639751 AREA

AREA -0,0984618 -0,9046267 -0,1775787 -0,1097948 -0,2478092 -0,0551364 -1,5934078

(

)

(

)

Pregunta 14 Un total de 100 kmol de una mezcla que contiene una composición 70% de heptano y 30 % de octano debe separarse en un equipo de destilación diferencial que opera a 14,4 psia. ¿Cuál será la composición del destilado cuando la concentración residual en el calderin es de 20% molar de heptano? Usar los datos de equilibrio de la pregunta 8 Datos

F=100 Zf=0,70 D=? Yd=? W=? Xw=0,20 DATOS DE EQUILIBRIO

X 0 0,0173545 0,15459 0,30956 0,4857 0,6873 0,91967 1

Y 0 0,03558 0,27947 0,4912 0,6738 0,83011 0,962801 1

∫

( (

) )

( ) ( )

( )

x …. …… 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

y ……. …… 0,3415 0,4912 0,5849 0,6848 0,7624 0,83736

1/y-x …… …… 7,06713781 5,23012552 5,40832883 5,41125541 6,15763547 7,28013978 AREA

AREA …. ….. ….. 0,92045016 0,49841159 0,54043823 0,44887297 0,50364782 2,91182076

W=5,4374

D=94,5626

(

)

(

)

Pregunta 15 Una mezcla que contiene 0,30 fracción molar de fenol en agua se somete a destilación discontinua a 760 torr.se destila hasta que la concentración del residuo es 0,05 fracción molar de fenol. ¿Cuál es la concentración del destilado? Los datos del equilibrio liquido-vapor son: Datos

F=100 Zf=0,30 D=? Yd=? W=? Xw=0,05 X 0,0154 0,0495 0,0687 0,0773 0,1963 0,2844 0,3973 0,8299 0,8995 0,9338 0,9574

Y 0,411 0,7972 0,8279 0,8485 0,8991 0,9105 0,9115 0,9186 0,9277 0,9419 0,9564

∫

(

)

x …… …… 0,05 0,0773 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

y …… …… 0,79799 0,8485 0,8581 0,8794 0,89957 0,90604 0,91063

1/y-x …… ….. 1,3369163 1,2966805 1,3190872 1,3709899 1,4294495 1,5242973 1,6376529 AREA

AREA

0,0359486 0,029689 0,0672519 0,070011 0,0738437 0,0790488 0,3557929

(

)

( ) ( )

( )

W=70,05705

D=29,9429

(

)

(

)

Pregunta 16 Se desea destilar 250 Kg mol de una mezcla de de ácido acético y agua que tiene una composición de 0,2 en fracción mol de acido acético. Para ello se introducirá en una caldera y se destilara a la presion de 1 atm hasta que en la caldera el liquido residual contenga 80% del acido acético en mol. Determinar la cantidad del y residuo final. Datos

F=250 Zf=0,20 D=? Yd=? W=? Xw=0,80 X 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,1

Y 0 0,181 0,327 0,448 0,555 0,649 0,737 0,813 0,875 0,9341 1

x …. …. 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

y …. …. 0,327 0,448 0,555 0,649 0,737 0,813 0,875

1/y-x ….. ….. 7,87401575 6,75675676 6,4516129 6,7114094 7,29927007 8,84955752 13,3333333 AREA

AREA …. …. …. 0,73153863 0,66041848 0,65815111 0,70053397 0,80744138 1,10914454 4,66722812

∫

( (

) )

( ) ( )

( )

0,8542

W=2,3494

D=247,6505

(

)

(

)

Pregunta 17 Un tanque contiene una mezcla equimolar de tolueno y n-heptano para separarlos se carga la mezcla (que contiene 50% de n-heptano) en una sencilla caldera de destilación diferencial a 1 atm a) ¿Cuál es la composición del destilado acumulado si la operación se detiene cuando la concentración del calderin es 20% molar de heptano? b) Cuando ha destilado la mitad de la alimentación. ¿Cuál es la composición del residuo y del destilado acumulado? ¿ que porcentaje del material original ha destilado? A) Datos

F=100 Zf=0,50 D=? Yd=? W=? Xw=0,20

X 0,025 0,062 0,129 0,185 0,235 0,25 0,286 0,354 0,412 0,448 0,455 0,497 0,568 0,58 0,692 0,843 0,95 0,976

Y 0,048 0,107 0,205 0,275 0,333 0,349 0,396 0,454 0,504 0,541 0,54 0,577 0,637 0,647 0,742 0,864 0,948 0,976

X

Y

1/Y-X

AREA

0,2 0,25 0,286 0,354 0,412 0,448 0,455 0,497 0,5

0,2924 0,349 0,396 0,454 0,504 0,541 0,54 0,577 0,5795

10,822511 10,10101 9,0909091 10 10,869565 10,752688 11,764706 12,5 12,578616 AREA

0,523088 0,3454545 0,6490909 0,6052174 0,3892006 0,0788109 0,5095588 0,0376179 3,1380391

∫

( (

) )

( ) ( )

( )

3,13803

1,4671

W=4,3366

D=95,6634

(

)

(

)

B)

F=100 Zf=0,50 D=50 Yd=? W=50 Xw=? ∫

(

)

∫

∫

X 0,025 0,062 0,129 0,185 0,235 0,25 0,286 0,354 0,412 0,448 0,455 0,497 0,568 0,58 0,692 0,843 0,95 0,975

Y 0,048 0,107 0,205 0,275 0,333 0,349 0,396 0,454 0,504 0,541 0,54 0,577 0,637 0,647 0,742 0,864 0,948 0,976

X 0,235 Xw 0,25

AC 1,0247 0,6931 0,51707

Xw=0,2447

1/y-x 43,4782609 22,2222222 13,1578947 11,1111111 10,2040816 10,1010101 9,09090909 10 10,8695652 10,7526882 11,7647059 12,5 14,4927536 14,9253731 20 47,6190476 -500 1000

AREA

AC

0,65453216 0,8130117 0,5968254 0,50762729 0,14393939 0,34363636 0,70956522 0,62704535 0,40531309 0,08492647 0,56684783 1,0443435 0,20955224 3,78666667 -34,154769 26,75

1,0247015 0,5170742 0,3731348 0,0294985 -0,680067 -1,307112 -1,712425 -1,797352 -2,364199 -3,408543 -3,618054 -7,404769 26,75

Pregunta 18 Una mezcla que contiene 15 moles de fenol en agua se somete a destilación discontinua diferencial a 260 torr hasta que el destilado total contiene el 90% de las moles iniciales ¿cuál es la concentración del destilado y del residuo? Los datos de equilibrio liquido-vapor a 260 Torr

F=100 Zf=0,15 D=90 Yd=? W=10 Xw=? ∫

(

)

∫

∫

Pregunta 19 Una carga de 70 moles de benceno y tolueno se somete a destilación discontinua diferencial a la presión atmosférica. Determínese las composiciones del destilado y del residuo cuando ha destilado las dos terceras partes de masa original. Supóngase que la mezcla toma una disolución ideal y que son aplicables las leyes de raoult y de Dalton con la ecuación antoine.

Pregunta 20 Se alimenta al sistema propuesto 100 moles de una mezcla al 50% en peso de acetona (PM=58) y 50% de cloroformo (PM=119,5) (carga inicial F) se somete a destilación diferencial hasta q se ha evaporado la mitad de los moles (50). Calcular la composición del destilado obtenido Usar los datos de equilibrio de pregunta 4