Problema N° 1 (ACTUALIZAR)
Valor: 10 puntos
Referencia: Adaptado de Problema 10.D11 Wankat (2008)
Metanol = 46 u; Magua = 18 u; suponga gas ideal; μL = 0,52 cP a 80 °C; ρL = 0,82 g/mL.
Calcule el diámetro en la parte superior de la columna para los siguientes casos:
- La operación es a 75 % de la inundación.
- La operación es a una caída de presión de 200 Pa/m (0,25 pulgadas de agua por pie de relleno).
- Se requiere trabajar a no más de 75 % de inundación ni a más de 200 Pa/m.
- Repita la parte a, pero con una alimentación para producir 10 000 kg/d.
Datos EVL para el sistema etanol-agua a 1 atm, fracciones molares. (Fuente: Tabla 2-1 Wankat 2a ed.)
Solución
Problema N° 2
Valor: 5 puntos
Referencia: Problema 10.D5 Wankat (2008)
Se está probando un nuevo tipo de relleno. Se destila una mezcla de metanol-agua a reflujo total a 101,3 kPa, la columna empleada utiliza un rehervidor parcial. La sección rellena tiene 1 m de longitud. Medimos una concentración molar de metanol de 96 % en el líquido que sale del condensador y de 4 % molar de metanol en el líquido del vaporizador. ¿Cuál es la HETP de este relleno, con este flujo de gas?
Solución
Problema 3
Valor: 10 puntos
Referencia: Adaptado del problema 10.D19 Wankat (2008)
Determine el diámetro y la altura de una columna de destilación rellena para separar una alimentación equimolar de n-hexano y n-heptano. La alimentación es un líquido saturado que fluye a 454 kmol/h, la columna opera a 1 atm de presión. El destilado contiene 0.999 fracción molar de n-hexano y los fondos 0.001 fracción molar de n-hexano. La relación de reflujo interna es ; la columna cuenta con un rehervidor parcial y un condensador total. Se emplearán anillos Pall de acero inoxidable de 50 mm (2 pulgadas) y la caída de presión aceptable es de 327 Pa/m (0.4 inH2O/ft). Suponga HETP = 0.61 m.
En la región abajo de las curvas de inundación se puede correlacionar la caída de presión con una ecuación de la forma:
En la Tabla 10.3 de Wankat se encuentran valores de α y β para la ecuación anterior con ΔP/z en pulgadas de agua por pie (in H2O/ft) usando velocidades de masa L′/Ac y G′/Ac en lb/(m² s).
Propiedades del sistema
0.0 | 0.341 | 0.398 | 0.50 | 1.00 | |
0.0 | 0.545 | 0.609 | 0.70 | 1.00 | |
/(°C) | 98.4 | 85 | 83.7 | 80 | 69 |
La viscosidad de la alimentación líquida se puede calcular con
Para la viscosidad de los componentes puros utilice
n-C6: ;
n-C7: ;