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Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería química e
industrias extractivas
Academia de Operaciones Unitarias
Laboratorio de Procesos de Separación
por Etapas
Práctica 2: Reflujo Total
Alumno: González Rodríguez Marco
Antonio
Profesora: Jesús Enrique Adrián
Hernández Aguilar
Grupo 3IV
Turno Vespertino
to
semestre
19 de Mayo de 2023
Objetivos Conceptual. Desarrollar los conceptos para determinar la eficiencia total y de un plato en la columna de destilación con platos perforados. Aplicar la metodología de trabajo para operar y optimizar la columna con una mezcla binaria a reflujo total y a presión constante, calculando el Reflujo mínimo (Rm) y el rango del Reflujo Optimo (Rop). Procedimental. Realizar los diagramas de equilibrio binario de los sistemas: metanol-agua y etanol- agua, como solución ideal-gas ideal y solución no ideal-gas ideal. El alumno deberá complementar sus actividades con: mapas mentales, mapas conceptuales, ensayos, exposiciones, utilización de paquetes como excel, powerpoint, corelgrafic, autocad, chemcad, simuladores como aspen, pro II, hysis, obtención de bancos de datos internacionales, hacer un estado del arte, poster científico, etc. Actitudinal. Desarrollar una actitud que implique una disciplina profesional. Desarrollar habilidades de investigación para ubicar en referencias las diferentes aplicaciones de la destilación. Concretar su conocimiento al presentar algunas propuestas de innovación para esta práctica.
Diagrama TDI de Reflujo Total
Diagrama de Bloques 1
Comprobar que todas la válvulas del equipo se encuentren
completamente cerradas
2
Verificar el nivel en el tanque de la lalimentación, así
como su composición
3
Alimentar la mezcla por destilar al hervidor, abriendo las
válvulas del tanque de alimentación, rotámetro y hervidor
4
Accionar el interruptor de la bomba de carga y permitir
el paso de la mezcla por el rotámetro de alimentación a
flujo máximo
5
Desconectar la bomba de alimentación cuando se hayan
alcanzado 3/4 partes del nivel del hervidor y cerrar la
válculas utilizadas
6
Purgar la línea de vapor. Abrir las válvulas de vapor de
calentamiento al hervidor y la de purga del condensador
(venteo, para eliminar el aire de la columna
7
Cuando se tengan vapores visibles en la válvula de
venteo, cerrar y abrir la de la alimentación del agua al
condensador
Tabla de Datos Experimentales:
Presión de Trabajo: 0.2 lb/in 2 Presión de Vapor: 0.3 Kg/cm 2 Temperatura de alimentación TF = 65^0 C P atm = 585 mm de Hg P |¿|=0.25 lb i n^2 ∗ ( 51.72 mm hg 1 lb i n^2 )
- 585 mm de Hg =103.4299 mmHg + 585 mmHg ¿ P |¿|=688.4299 mmHg ¿ Temperatura (°C) Densidad (g/cm3) %peso %mol Alimentación 25 0.98 0.1 0. Reflujo 25 0.788 0.99 0. Plato n-1 (5) 25 0.826 0.87 0. Plato n(6) 25 0.83 0.85 0. Plato n+1 (7) 25 0.834 0.84 0. Residuo 25 0.984 0.08 0.
Tabla de Datos para los cálculos
Patm (mmHg) 585 PTotal 688.4299 mmHg Compuesto PM (g/mol) Cp A12_21 λ ( cal mol )^ A B C T^ Eb ( °^ C^ ) (cal/g°C) (cal/mol°C) Metanol (1) 32.04 0.605 19.3842 0.9014 8415 8.0724 1574.99 238.8 64. Agua (2) 18.015 0.999 17.9970 0.5559 9718 7.96681 1669.21 228 100.
- P - P - 1 Y 1 Y 2 P Y 0 X
- 62.08411049 688.42987 164.4484 0.9999999 1 1.7435094 688.42986 0.
- 62.5025147 700.0493 167.6148 0.971428 1.000286 1.709616 688.42986 0.
- 62.9254569 711.96060 170.867 0.9428571 1.0011708 1.676258 688.42986 0.
- 63.353123 724.176 174.2118 0.914285 1.006963 1.6434435 688.42986 0.
- 63.785728 736.71007 177.65060 0.8857142 1.0049094 1.6111848 688.42986 0.
- 64.223520 749.57771 181.18904 0.8571428 1.0078612 1.5794936 688.42986 0.
- 64.666791 762.79654 184.83246 0.8285714 1.0116087 1.5483829 688.429868 0.
- 65.115879 776.38623 188.58683 0.7999999 1.0162146 1.5178630 688.42986 0.
- 65.571185 790.36922 192.45896 0.7714285 1.0217489 1.4879495 688.42986 0.
- 66.033183 804.77128 196.45662 0.74285713 1.0282894 1.4586557 688.42986 0.
- 66.50432 819.62222 200.58881 0.71428574 1.0359227 1.4299961 688.42986 0.
- 66.979602 834.95682 204.86596 0.68571426 1.0447463 1.4019861 688.42986 0.
- 67.46549 850.81597 209.30034 0.65714287 1.0548691 1.3746421 688.42986 0.
- 67.96105 867.24804 213.90641 0.6285714 1.0664140 1.3479814 688.42986 0.
- 68.467451 884.31072 218.70144 0.5999999 1.0795198 1.3220225 688.42986 0.
- 68.986070 902.07334 223.70612 0.5714285 1.0943435 1.2967852 688.42986 0.
- 69.518604 920.61977 228.94547 0.5428571 1.1110639 1.2722909 688.429868 0.
- 70.067112 940.05230 234.45004 0.5142857 1.1298846 1.2485624 688.42986 0.
- 70.63411 960.49657 240.25732 0.4857142 1.1510388 1.2256247 688.42986 0.
- 71.222713 982.10816 246.41381 0.4571428 1.1747942 1.2035050 688.42986 0.
- 71.836736 1005.081 252.97765 0.4285714 1.2014599 1.1822328 688.42986 0.
- 72.480948 1029.6610 260.02220 0.3999999 1.2313936 1.1618408 688.42986 0.
- 73.161313 1056.1585 267.64104 0.3714285 1.2650114 1.1423648 688.42986 0.
- 73.88534 1084.9744 275.95480 0.342857133 1.3027991 1.1238448 688.42986 0.
- 74.662622 1116.6302 285.12106 0.3142857 1.3453274 1.1063251 688.42986 0.
- 75.505415 1151.8138 295.34850 0.2857142 1.3932692 1.0898551 688.42986 0.
- 76.429687 1191.4474 306.9180 0.2571428 1.4474223 1.0744907 688.42986 0.
- 77.456441 1236.798 320.215 0.2285714 1.5087380 1.0602947 688.42987 0.
- 78.613763 1289.5965 335.78106 0.1999999 1.5783570 1.0473384 688.42987 0.
- 79.939906 1352.3790 354.39435 0.1714285 1.6576557 1.0357031 688.42987 0.
- 81.488160 1428.8426 377.21386 0.1428571 1.7483054 1.0254818 688.42987 0.
- 83.334834 1524.6635 406.0313 0.1142857 1.8523498 1.0167817 688.42987 0.
- 85.593006 1648.9558 443.7559 0.0857142 1.9723057 1.0097267 688.42987 0.
- 88.437695 1817.2528 495.41200 0.0571428 2.1112972 1.0044608 688.42987 0.
- 92.155616 2058.1827 570.41072 0.028571 2.2732333 1.0011525 688.42987 0.
- 97.253688 2430.404 688.4298 9E-11 2.4630489 1 688.4298
Gráficas y Secuencia de Cálculos
- Conversión de fracción peso a fracción mol: x ¿= xw − A PM (^) A xw − A PM (^) A
xw − B PM (^) B Alimentación: X (^) F =
( g mol ) 10 % (^32) ( g mol )^
(^18) ( g mol )
Reflujo: L 0 =
(^32) ( g mol ) 99 % 32 ( g mol )^
( g mol )
Plato 5: X (^) p 5 =
(^32) ( g mol ) 87 % (^32) ( g mol )^
(^18) ( g mol )
Plato 6: X (^) p 6 =
(^32) ( g mol ) 85 % (^32) ( g mol )^
(^18) ( g mol )
Plato 7:
Por lo tanto TR = 95. 0 C TB = 88.2 0 C Sabemos que: TF = 65 0 C. De tablas, obtenemos que: CpA = 19.38 Kcal/Kmol 0 C CpB = 18 Kcal/Kmol 0 C 𝜆𝐴 = 8415 Kcal/Kmol 𝜆𝐵 = 9718 Kcal/Kmol. Sustituyendo: H (^) v =
Kcal
Kmol ° C )
Kcal
Kmol ° C )
( 95.8 ° C − 65 ° C ) +( 8415
Kcal
Kmol )
Kcal
Kmol )
H (^) v =10196. Kcal Kmol hL =
Kcal
Kmol ° C )
Kcal
Kmol ° C )
( 88.2 ° C − 65 ° C )
hL =419. Kcal Kmol q =
Kcal Kmol
(10196.^
Kcal Kmol
Kcal
Kmol )
Conociendo el valor de q, se procede a calcular la ecuación de la zona de alimentación. Y (^) F = q q − 1 ∗ xq − xF q − 1 Sustituyendo datos tenemos: Y (^) F =24.3104∗ xq −1. Esta ecuación se utiliza para trazar la línea de operación en la gráfica y se requiere tener dos puntos de referencia y uno es XF, localizado en la línea de 45°, P 1 (0.0588, 0.0588), y el otro punto se obtiene con la ecuación calculada anteriormente, como sigue:
