informe destilacion batch atmosferica
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7/25/2019 Informe Destilacion Batch Atmosferica
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA
Garca, AlexisHernndez, Elizabeth
Uzcategui, LilianaSiso, Ismaela
DESTILACIN BATCH ATMOSFRICA
RESUMEN
Con el nombre de destilacin se entiende la se!aracin de loscom!onentes de una mezcla li"uida !or #a!orizacin !arcial de la
misma, de tal manera "ue la com!osicin del #a!or obtenido sea
distinta de la com!osicin del l"uido de !artida, resultando distinta
tambi$n la com!osicin del l"uido residual% La destilacin es una de las
o!eraciones bsicas ms im!ortantes de la industria "umica & !ermite
se!arar los com!onentes de una mezcla li"uida al estado de sustancias
!uras% Con la 'nalidad de estudiar este !roceso, se lle# a cabo una
destilacin batch o !or lotes a !resin atmos($rica de una solucin agua)
etanol al *,+-. manteniendo un re/u0o constante de 12342 !araobtener una concentracin de destilado #ariable, las cuales se
calcularon midiendo densidades de muestras tomadas cada 2ml de
destilado & residuo% 5osteriormente, se calcul el n6mero de eta!as
tericas necesarias !or medio de tres m$todos7 8rens9e, :cCabe);hiele
& m$todo de la integral%
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INTRODUCCIN
La destilacin !uede lle#arse a cabo seg6n dos m$todos!rinci!ales% El !rimer m$todo se basa en la !roduccin de #a!or
mediante la ebullicin de la mezcla li"uida "ue se desea se!arar &
condensacin de los #a!ores sin !ermitir "ue el l"uido retorne al
calderin% Es decir, no ha& re/u0o% El segundo m$todo se basa en el
retorno de una !arte del condensado a la columna, en unas condiciones
tales "ue el l"uido "ue retorna se !one en intimo contacto con los
#a!ores "ue ascienden hacia el condensador% Cual"uiera de los
m$todos !uede realizarse en (orma continua o !or cargas% El m$todo
!or carga o destilacin discontinua, es el !unto a tratar en esta !rctica%@B
Es utilizado en !lantas !e"ueas !ara recu!erar !roductos
#oltiles a !artir de una disolucin li"uida% La mezcla se carga en un
calderin & se le trans'ere calor !or medio de un ser!entn o a tra#$s de
la !ared reci!iente hasta "ue el l"uido alcanza la tem!eratura de
ebullicin & se #a!oriza des!u$s una !arte de la carga% En el m$todo
ms sencillo de o!eracin, los #a!ores !asan directamente desde el
calderin hasta el condensador% El #a!or "ue en su determinado
momento sale del calderin, est en e"uilibrio con el l"uido existente enel calderin, !ero como el #a!or es ms rico en el com!onente ms
#oltil, las com!osiciones del l"uido & el #a!or no son constantes% 5ara
se!arar los com!onentes de una mezcla li"uida !or destilacin es
condicin necesaria "ue la com!osicin del #a!or !roducido en la
ebullicin de la mezcla sea di(erente de la com!osicin del l"uido de
!artidaD !or ello, el conocimiento de las relaciones de e"uilibrio entre
ambas (ases es esencial !ara la resolucin analtica de los !roblemas de
destilacin% @B4B
5ara hallar como las com!osiciones #aran con el tiem!o,consid$rese lo "ue ocurre sin no moles se cargan a un destilador
discontinuo% Sean n los moles "ue "uedan en el calderin en un
determinado momento ey& xlas com!osiciones del #a!or & el l"uido
res!ecti#amente% Los moles totales del com!onenteA, NA, "ue "uedan
en el calderin sern7
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NA= xn
Si se #a!oriza una cantidad de l"uido dn, la #ariacin de moles del
com!onenteAes dno dnA7
dnA
= d(xn) = ndx = xdn
5or lo tanto7 ndx + xdn = ydn
=eordenando7dn
n=
dx
YX
Integrando entre la com!osicin inicial & 'nal del destilado, xo & x@res!ecti#amente7
n0
n1dn
n=
x0
x1dx
yx=ln
n1n0
La destilacin discontinua con un destilador sencillo no conduce a
una buena se!aracin, sal#o "ue la #olatilidad relati#a sea mu& grande%
En muchos casos se utiliza una columna de recti'cacin con re/u0o !ara
me0orar la e'ciencia, la cual consiste en hacer circular en
contracorriente el #a!or de una mezcla con el condensado !rocedente
del mismo #a!or% Si la columna no es demasiado grande, se !uedeinstalar sobre la !arte su!erior del calderin o bien !uede aco!larse
inde!endientemente !or medio de tuberas de conexin !ara las
corrientes de l"uido & #a!or% 4B
5ara lograr el intimo contacto entre las (ases li"uida & #a!or al
ob0eto de establecer el intercambio de materia entre ambas (ases,
interesa "ue la su!er'cie & el tiem!o de contacto sean di(erentes% Esto
se logra colocando !latos "ue retienen el l"uido a tra#$s del cual se #e
obligado a !asar el #a!or, aumentando las eta!as de e"uilibrio entre el
l"uido & el #a!or% ;ambi$n !ueden colocarse cuer!os de relleno, "uellenan el interior de la columna #eri'cndose el contacto entre (ases
sobre la su!er'cie de estos cuer!os de relleno% @B
5ara la determinacin del n6mero de !latos de una columna de
destilacin suele utilizarse el m$todo gra'co de :cCabe);hiele, el cual
se desarrolla sobre el diagrama de e"uilibrio, !resentando las siguiente
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!ro!iedades7 las com!osiciones del l"uido & el #a!or en cada !lato
terico #ienen dadas !or un !unto de la cur#a de e"uilibrioD la
com!osicin del #a!or "ue asciende de un !iso (rente a la del l"uido
"ue ba0a a $l est re!resentada !or un !unto sobre la recta su!erior de
o!eracin & la recta in(erior de o!eracin, ambas ntimamente
relacionadas con el re/u0o de o!eracin relacin entre li"uido de (ondo
& el destilado L3
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a re/u0o total o re/u0o in'nito & el n6mero de !latos de hace mnimo% En
la !rctica la relacin de re/u0o a em!lear est com!rendida entre la
mnima & la total% @B
Cuando la #olatilidad relati#a #ara !oco entre los lmites de
destilacin, !uede determinarse el n6mero mnimo de !latos haciendouso de la ecuacin de 8ens9e7
( )m
D
B
B
D
x
x
x
x
Nlog
1
1log
1
=+
Ecuacin 1
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x7 com!osicin de la (raccin l"uida en e"uilibrio con la (raccin
de com!osicinx.
xF7 com!osicin de la alimentacin%
xD7com!osicin del destilado instantneo%
El coe'ciente global de trans(erencia de masa se calcula em!leando
la ecuacin general de diseo% Ec% >F%
NZ
LaK
X = Ecuacin
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Se calibra la Balanza de Mohr-Westphal utilizandoagua como referencia.
Se prepara 5 litros de solucin de apro!imadamente1"# en peso de etanol.
Se comprueba la concentracion de la muestrapreparada$ usando la balanza Mohr-Westphal para
medir las densidades.
Se %ierte la solucion preparadaen el reher%idor & se cierrahermeticamente la tapa de entrada de alimentacin
Se enciende el e'uipo calefactor & se fi(a para el ba)o deaceite una termperatura apro!imada de 1"+,$ con una
potencia de calentamiento de .5/
,uando la temperatura en el reher%idor alcance 0"+,$ sesuministra agua a los refrigerantes.
Se opera el e'uipo a reflu(o total hasta 'ue lastemperaturas de tope & de fondo se estabilicen
Se coloca en funcionamiento la %l%ula de distribucin deproducto & reflu(o$ operando a reflu(o indicado.
Se toman muestras del producto de tope & fondo$ seregistran las temperaturas$ los caudales & se analiza su
composicin.
Se acumulan las muestras de destilado & se mide ladensidad resultante de la mezcla resultante.
Se apaga el e'uipo de control luego de la ultimamedicin$ interrumpe el suministro de calor & se hace
circular agua por la cha'ueta e interrumpe la entrada deaire
Se cierra el suministro de agua hacia los refrigerenates &la cha'ueta & apagar el e'uipo completo.
,uando la temperatura en el reher%idor disminu&a losuficiente se drenar el li'uido & se mede su %olumen.
La mezcla etanol3agua (orma una mezcla azeotro!ica de !unto deebullicin mnima de com!osicin de +*,> . mol de etanol & @,- . deagua a 1+,4 C & a !resin atmos($rica% Etanol hier#e a 1+,> C & el aguahier#e a @ C, !ero el azeotro!o hier#e a 1+,4 C, lo cual es ba0ores!ecto a sus constitu&entes% En e(ecto 1+,4 C es la tem!eratura
mnima a la cual la solucin etanol agua !uede her#ir% En esta mezcla se!resenta una destilacin azeotro!ica, &a "ue usando t$cnicas normalesde destilacin, el etanol solo !uede ser !uri'cado a a!roximadamente el*2 .% Una #ez "ue se encuentra en una concentracin de *232 . etanol)agua, los coe'cientes de acti#idad del agua & del etanol son iguales,entonces la concentracin del #a!or de la mezcla tambi$n es de *232 .etanol)agua, !or lo tanto destilaciones !osteriores son ine(ecti#as%Cuando se re"uieren concentraciones de alcohol ma&ores, !or e0em!locuando se usa como aditi#o !ara la gasolina, el azeotro!o *232 . deberom!erse !ara lograr una ma&or concentracin% Algunos de los m$todos!ara lograrlo son7 adicin de un material como agente de se!aracin,
!or e0em!lo, la adicin de benceno a la mezcla cambia la interaccinmolecular & elimina el azeotro!o, la des#enta0a es la necesidad de otrase!aracin !ara retirar el bencenoD otro m$todo seria la #ariacin de!resin en la destilacin, se basa en el hecho de "ue un azeotro!ode!ende de la !resin & tambi$n "ue no es un rango de concentraciones"ue no !ueden ser destiladas, sino el !unto en el "ue los coe'cientes deacti#idad se cruzan% Si el azeotro!o se salta, la destilacin !uedecontinuar
"#$c%&i'i%n($ E)*%#i'%n(a+"#%*a#acin &% +a a+i'%n(acin
Proceso de destilacin.
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Ma(%#ia+%, - E.ui*$,
- Karra de 2 litros de ca!acidad%
- =eci!ientes !ara almacenar las muestras de to!e & de
destilado%
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- Cilindro graduado de 2 ml%
- Cilindro graduado de 2 ml%
- Jalanza de :ohr)est!hal%
- ;ermocu!las%
- Cronmetros%
- E"ui!o de destilacin #er F
- Agua%
- Etanol en solucin%
Fi/u#a 10
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En la !rctica de
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4 > - + @ @4
%@
%@
%4
%4
%?
%?
nu'%#$ &% 'u%,(#a
c$'*$,ici$n &% %(an$+ 4
Fi/u#a 3Com!osicin del residuo en (uncin del n6mero de muestra%
La tem!eratura de to!e !ermanece !rcticamente constante a 1? C, a
exce!cin de cuando se detu#o la destilacin "ue se incrementa a +> C,
este cambio de tem!eratura brusco indic "ue la ma&ora del etanol
estaba en el destilado & si se continuaba con el !roceso de se!aracin
se obtendra agua !or el to!e, lo "ue no es deseable% Otra o!cin !ara
mantener esa tem!eratura constante era aumentar el re/u0o, !ero
llegara el momento en "ue este seria total & como se mencion
anteriormente el agua se comenzara a destilar%
La destilacin se detu#o cuando la com!osicin molar de etanol en el
residuo (ue de %+@1, como se obser#a en la 8igura ?%
5ara determinar el n6mero de eta!as tericas necesarias !ara el !roceso
de se!aracin se utiliz el m$todo gr'co de :c Cabe ;hiele% El trazado
se realiz !ara cada muestra & se obtu#ieron los #alores mostrados en la
tabla @%
Ta4+a 10 6mero de eta!as !ara cada muestra !or :cCabe);hiele%
N5Mu%,(#
a
N6E(a*a,7R839
N6E(a*a,7R8($(a+9
1 @ 12 2 >3 2 >
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2 >! > >: > >; > >< > >
= > >1> > >11 > >
"#$'%&i$
?!!?2;3
En la ;abla @ se !uede obser#ar "ue las eta!as !ermanecen casi
constantes a lo largo del !roceso & en !romedio (ueron de >,>22% 5or
este m$todo se asume "ue los /u0os molares de #a!or & de l"uido son
constantes en cada una de las secciones de la columna & las lneas deo!eracin son rectas, esto se debe "ue los calores molares de
#a!orizacin son a!roximadamente iguales, de (orma tal "ue cada mol
del com!onente menos #oltil "ue condensa a medida "ue el #a!or
asciende !or la columna !ro!orciona la energa "ue se re"uiere !ara
#a!orizar un mol del com!onente ms #oltil% 5or otra !arte al calcular
las eta!as !or el m$todo integral se obser#a en la ;abla 4 "ue el n6mero
de eta!as #ara a 1,> en !romedio%
Ta4+a 27 =esumen del6mero de eta!as !ara cada muestra !or el
m$todo integral%N5 Mu%,(#a N6 E(a*a,
1 @@2 -,?3 - -,>! -,1: -,+; 1,@< 1,4
= 1,>1> +11 +,-
"#$'%&i$ ;?
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Adems, se em!le la ecuacin de 8ens9e, "ue !ermite determinar el
n6mero mnimo de eta!as tericas, mediante una ex!resin matemtica
"ue relaciona la (raccin molar del com!onente ms #oltil en el
destilado & en el residuo con la #olatilidad relati#a, o!erando a re/u0o
total, em!lendose un !romedio entre los to!es & (ondo !ara tomar en
cuenta la #ariacin de las #olatilidades% Se determin el n6mero de
eta!as, necesaria !ara cada muestra obteni$ndose los #alores
mostrados en la tabla ?, & un !romedio total de > eta!as%
Ta4+a 37 6mero de eta!as seg6n el m$todo de 8ens9e%
MUESTRA
@*#$'%&i$
N'in1
@?,@@@*2>*
4@>,2*4+
>1
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1+
@@ ;otal"#$'%&i$E
?,?1>->*4
>E;A5AS
Se !uede obser#ar igualmente en la tabla ?, "ue las #olatilidades
relati#as tiende a aumenta en cada muestra debido a "ue la (raccin de
etanol en el to!e & en el (ondo disminu&e con el !aso del tiem!o,
#i$ndose a(ectada la misma%
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Al com!arar los m$todos de (ens9e & :c Cabe ;hiele !ara re/u0o totalF,
los cuales determinan del n6mero mnimo de eta!as se obser#a "ue
arro0an resultados similares !ara cada eta!a como se obser#a en las
tablas @ & ?, en el caso del m$todo analtico & :c Cabe ;hiele, la
#ariacin es signi'cati#a, & se !uede deber a "ue estos m$todos tienen
(undamentos distintos, :c Cabe ;hiele es un m$todo gr'co & "ue
!uede !resentar un cierto grado de error a la hora del trazado & el
m$todo analtico se !resenta el error en la lectura de las
concentraciones en e"uilibrio, !ero es el ms !reciso !or tomar ma&or
n6mero de di(erenciales !ara !oder conocer el n6mero de eta!as%
Otro de los ob0eti#os !lanteados en la !rctica (ue conocer !or medio de
los balance de masa, medicin del #olumen & utilizando el m$todo de
Smo9er)=ose, la masa o el #olumen de residuo en la torre% 5ara los
cuales se obtu#o los resultados mostrados en la tabla >7
Ta4+a 0Jalance de materia !ara !roducto de (ondo
METODO B 7'+9 B7 /9
SMOE ROSE !21!!:?231
2BALANCE DE MASA >>?!; 3;1?!31
MEDIDO 33> 3>;?32:
En la ;abla > se !uede a!reciar, la di(erencia entre estos tres m$todos,
el #olumen medido es menor "ue los calculados !or balance de masa &smo9e rose &a "ue se toma en cuenta "ue el e"ui!o tiene aos en
(uncionamiento & !uede tener !resentar !erdidas al momento de
alimentar el e"ui!o e igualmente en la toma de muestra !ara
determinar la densidad o sim!lemente !or (ugas de #a!or, ha& "ue
tener en cuenta "ue el etanol es mu& #oltil & !udo e#a!orarse un !oco
mientras se ta!aba la muestra, 5or otra !arte !ara el m$todo de Smo9e)
=ose !uede "ue no se ha&an tomado su'cientes di(erenciales !ara el
clculo, lo "ue im!lica "ue el resultado obtenido es menos exacto%
En la tabla 2 se !uede a!reciar los coe'cientes de trans(erencia de masa
!romedio !ara cada uno de los m$todos em!leados & se obser#a "ue el
coe'ciente es menor !ara el caso de numero mnimo de eta!as 8ens9e &
ma&or !ara el caso de m$todo analtico &a "ue a ma&or cantidad de
!latos ha& ms rea de contacto, !or lo tanto, me0or trans(erencia de
masa%
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Ta4+a !0 Coe'cientes de trans(erencia de materia%
Coe'ciente de ;rans(erencia
mc cabe thiele !romedio N2
Pxa g3s%cm?F ,?>?>*1
metodo analitico !romedio N+
Pxa g3s%cm?F ,2>>22*>
8ens9e !romedio N>
Pxa g3s%cm?F ,41441*1
)a 7/7,c'39 *#$'%&i$ >?>>3
CONCLUSIONES
La destilacin Jatch es una o!eracin "ue !ermite se!arar unamezcla etanol)agua obteniendo buenos resultados%
Se #eri'co "ue en la destilacin las concentraciones delcom!onente ms #oltil en este caso el etanol disminu&en a lolargo del !roceso tanto en el destilado como en el residuo%
Se logr calcular el n6mero de eta!as tericas de un !roceso dedestilacin a tra#$s de #arios m$todos como lo son7 :cCabe);hiele, la ecuacin de 8ens9e & el m$todo integral, obteni$ndose 2eta!as !ara el !rimero, !ara el segundo >& tercero + eta!as%
Se !resenta un ma&or n6mero de eta!as al comienzo de ladestilacin del etanol, "ue al 'nal%%
Se re"uiere un ma&or tiem!o de destilacin !ara obtener la mismacantidad de !roducto, debido a "ue la ma&or !arte delcom!onente ms #oltil se e#a!or, a di(erencia del inicio del!roceso de destilacin%
RECOMENDACIONES
Cerciorarse de "ue la balanza :ohr)est!hal est$ bien calibrada,
&a "ue de ello de!ende la buena toma de la densidad de la
muestra & !or ende la concentracin de etanol en cada una de
ellas%
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Cerrar herm$ticamente la ta!a de alimentacin !ara e#itar (ugas
!or e#a!oracin del etanol%
Es!erar "ue el e"ui!o de destilacin este estabilizado, !ara iniciar
el !roceso de recoleccin de muestra de destilado & de residuo%
Al momento de recolectar la muestra de (ondo, anotar la
tem!eratura del mismo, !ara registrarla en el momento en "ue (ue
extrada, &a "ue tiene a #ariar en toda la corrida%
BIBLIOGRAFA
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RumicaQ% :acGra)Hill% @**@% Cuarta Edicin% 5ags 22)-@1
ANEOS
DATOS TOMADOS EN EL LABORATORIO
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-
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-
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% %@ %4 %? %> %2 %- %1 %+ %* @%1%
12%
+%
+2%
*%
*2%
@%
Diagrama T vs X,Y a 667mmHg
Lnea de Jurbu0a Lnea de =oco
Fraccin Molar de Etanol
Temperatura !
G#aJca 10
-
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% %@ %4 %? %> %2 %- %1 %+ %* @%
%
%@
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%2
%-
%1
%+
%*
@%
(xF N ) ?2%2*xV- W @4@%44xV2 ) @-4%2xV> W @*%@>xV? ) ?+%4+xV4 W -%*-x W %>=X N @
#s T Logarithmic #s TF 5ol&nomial #s TF
-
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G#aJca 20
-
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Ta4+a 13
-
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Ta4+a 17
-
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TRAADO DE McCABE THIELE "ARA CADA MUESTRA
G#aJca 30;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A @
-
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G#aJca 0;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A 4
G#aJca !0;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A ?
-
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G#aJca :0;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A >
G#aJca ;0;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A 2
-
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G#aJca
-
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G#aJca =7 ;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A 1
-
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G#aJca 1>7 ;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A +
-
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G#aJca 117 ;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A *
-
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G#aJca 127 ;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A @
-
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G#aJca 137 ;razado de eta!as a re/u0o total !ara la :UES;=A @@
Ta4+a 1!06mero clculo de ecuacin de Smo9er)=ose a re/u0o#ariable%
& 4 P4 17&4917&
49*#$'17&
49*#$'P4,+4@@+
-,4>?*
?,->
2 @,422?@41+ @,?221?14*- ,+-+?>**,1>2*
4,@1*+
+,41
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-
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36/50
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,22>+?,+@1
@,+@1
@ @,+4*4*24>1
SU:A;O=IA ,4>?+---?
Ta4+a 1:0@@4DENSIDAD FINAL 7/'+9
&%,(i+a&$ acu'u+a&$ V 7'+9 #accin '$+a# Jna+
,+>+2 2?2 ,*24DENSIDAD DEL RESIDUO
7/'+9 VR%,i&ua+ 7'+9 #accin '$+a#
,**?> > ,*2"ESO MECULAR "ROMEDIO DE
ALIMENTACION MOLES DE F"M DE RESIDUOFINAL
@*,@>?@ g3mol 42-,@4?- molg @+,44*? g3molVOLUMEN DE FONDO
RECOLECTADO VOL RESIDUAL MOLES DE B
*? ml 42 ml 4>*,*> molg
MUESTRA DE CLCULO
C+cu+$ &% +a, c$'*$,ici$n%, a+ %.ui+i4#i$0
-
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Sistema Etanol @F Y Agua 4F !resenta des#iaciones de la idealidad en la
(ase l"uida, & es correctamente re!resentado !or las ecuaciones de Man
Laar% La tabla re!resenta los !armetros de Man Laar !ara el sistema
etanol)agua
;abla @7 5armetros de Man Laar7C$%Jci%n(%, &% Van
Laa#A12 @,-1*+
A21 ,*441 @1?,-?
C 44-,@+> 4??,>4-
ln (Pv i)=A B
T+C Ecuacin
-
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y2Pt=2x2Pv2 Ecuacin !
-,-+ g3mol
5:47 @+ g3mol5ara un l"uido de @. en !eso de etanol7
x1=
10
46,068 g/mol10
46,068 g/mol+(10010)18 g /mol
=0,0416
C+cu+$ &% c$'*$,ici$n%, '$+a#%, &% ($*% - $n&$ a *a#(i#&% +$, &a($, %)*%#i'%n(a+%,0
5ara la muestra @%
\(ondog3mLF N ,*+--
\to!eg3mLF N ,+11
En la tabla ## se !resenta
-
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39/50
Clculo de las #olatilidades relati#as !romedio7
Antes de calcular las #olatilidades relati#as, se debe realizar el clculo
!re#io de las constantes de e"uilibrio !ara cada muestra, tanto en el
to!e como en el (ondo, utilizando la siguiente ecuacin%
Ki=y i
x i
Ecuacin :
5ara la muestra @%
\(ondog3mLF N ,*+?2
\to!eg3mLF N ,+4-*
Clculo de las #olatilidades relati#as !romedio7
Antes de calcular las #olatilidades relati#as, se debe realizar el clculo
!re#io de las constantes de e"uilibrio !ara cada muestra, tanto en el
to!e como en el (ondo, utilizando la siguiente ecuacin%
Ki=y i
x i
Ecuacin ;
:uestra @7
K1Tope=y1
x1=
0,831
0,821=1,012
K1Fondo=y1
x1=
0,184
0,0244=7,54
Em!leando la ecuacin se calculo el al(a !romedio7
Promedio=TopeFondo Ecuacin
-
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C+cu+$ &%+ n'%#$ 'ni'$ &% %(a*a, %'*+%an&$ +a%cuacin &% F%n,%0
5ara el clculo del n6mero de eta!as seg6n 8ens9e se utiliza la siguiente
ecuacin%
Nmin+1=
ln((y 1
y2 )Tope(x1x2 )Fondo )
ln(Promedio)
Ecuacin =
5ara la muestra @7
Nmin+1=
ln((0,8210,179 )
( 0,0240,976 ) )ln(3,11)
Nmin+1=4,6
C+cu+$ &%+ n'%#$ 'ni'$ &% %(a*a, a #%WuX$ ($(a+0
El !rocedimiento se hace gr'camente como es obser#ado en el anexo II
desde la E##$#0 R%%#%nc% ,$u#c% n$( $un&3E##$#0 R%%#%nc%,$u#c% n$( $un&, se comienzan a trazar las eta!as desde lacom!osicin del destilado hasta el (ondo, !ara cada una de las
-
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muestras, el resumen de los datos obtenidos !ara cada una de las
muestras se !resenta en la;abla
C+cu+$ &%+ $+u'%n &% &%,(i+a&$ $4(%ni&$ %'*+%an&$ +a%cuacin &% S'$%#R$,% *a#a #%WuX$ a#ia4+%0
ln(FB)=XbfXbo
dx
xdx
F=!li"!li1PMprom
1
PMpr=
i=0n
1
PMi
Los clculos !ara la resolucin de la integral se encuentran anexos
en el documento de Excel%
C+cu+$ &%+ n'%#$ 'ni'$ &% %(a*a, *$# %+ 'Y($&$ &% +ain(%/#a+0
Nt=Xd
Xbdx
x1y1Ecuacin 1>
A !artir de los @ de to!e de cada una de las muestras hasta el T@ de
(ondo, se utiliza la ecuacin de la lnea de tendencia del gra'co #s T
Gra'ca 49 !ara encontrar los #alores en e"uilibrio de cada uno de ellos,& al 'nal realizar los clculos "ue se muestran en la siguiente tabla &
encontrar el n6mero de eta!as !ara cada muestra% La;abla, muestra el
-
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resumen del n6mero de eta!as !ara cada una de las muestras & el
!romedio de eta!as utilizadas%
Ta4+a 10 6mero de eta!as !ara muestra @ !or m$todo integral%
1 1 A817119 A*#$' P AP,-*11 ,1244 )@+,?41@ )@-,*+>+ ),+? ,@>@?,-+ ,1>?* )@2,->4- )@>,>*24 ),* ,@?-,-- ,1?>* )@?,?>1+ )@4,>1-* ),++ ,@*?,-> ,14-4 )@@,-- )@,*?@4 ),+1 ,*>1,-4 ,1@12 )@,42-> )*,14?+ ),+1 ,+>-,- ,1++ )*,@*@4 )+,1-?- ),++ ,112,2+ ,1 )+,??-@ )1,*+1> ),* ,14?,2- ,-** )1,-?+1 )1,?>*+ ),*? ,-+?,2> ,-+@- )1,-* )-,+@1+ ),*2 ,->*,24 ,-14@ )-,21>- )-,?--2 ),*1 ,-@*
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C+cu+$ &%+ C$%Jci%n(% &% T#an,%#%ncia &% Ma(%#ia0
-
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43/50
5ara calcular el coe'ciente de trans(erencia es necesario conocer el
n6mero de eta!as mnimas, "ue !uede ser calculado !or el m$todo de
8ens9e, re/u0o total :cCabe);hieleF o !or el m$todo de la integralD los
clculos se realizaron utilizando los #alores obtenidos !or los tres
m$todos, !ero a manera de re(erencia se mostrar solamente con el
#alor obtenido !or el m$todo de 8ens9e%
5ara la muestra @7
min W @ N 4,>>
MdestiladoN 2mL
;iem!o N 4@4,@2s
\muestraN ,+4-*g3ml
Altura del lecho em!acado N @,+
-
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:uestra @7
K1Tope=y1
x1=
0,6977
0,5774=1,2083
K1Fondo=y1
x1=
0,2710
0,0427=6,3533
-
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C+cu+$ &%+ n'%#$ 'ni'$ &% %(a*a, %'*+%an&$ +a%cuacin &% F%n,%0
5ara el clculo del n6mero de eta!as seg6n 8ens9e se utiliza la siguiente
ecuacin%
Nmin+1=
ln((y 1
y2 )Tope(x1x2 )Fondo )
ln(Promedio)
Ecuacin 13
5ara la muestra @7
Nmin+1=
ln
(( 0,69770,3023 )
(0,0427
0,9573
) )ln(5,02)Nmin+1=2,4
El resumen de los resultados !ara cada una de las muestras se !resenta
en la Error7 =e(erence source not (ound
C+cu+$ &%+ n'%#$ 'ni'$ &% %(a*a, a #%WuX$ ($(a+0
El !rocedimiento se hace gr'camente como es obser#ado en el anexo II
desde la E##$#0 R%%#%nc% ,$u#c% n$( $un&E##$#0 R%%#%nc%,$u#c% n$( $un&, se comienzan a trazar las eta!as desde lacom!osicin del destilado hasta el (ondo, !ara cada una de las
-
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46/50
muestras, el resumen de los datos obtenidos !ara cada una de las
muestras se !resenta en la;abla
C+cu+$ &%+ $+u'%n &% &%,(i+a&$ $4(%ni&$ %'*+%an&$ +a%cuacin &% S'$%#R$,% *a#a #%WuX$ a#ia4+%0
B ("ol(men)=F(*iYd )Xbi
Xbfdx
(Ydx )2(1&
") Ecuacin 1
o 8N 2mL
o =i =e/u0o inicialF N ,2o dN ,-+2
&/"= *
*+1 Ecuacin 1!
5ara la muestra @7
= N ,2
&/"= 0,50
0,50+1=0,33
5ara obtener el #alor de la integral se debe realizar lo mostrado en la
siguiente tabla
Ta4+a 206mero clculo de ecuacin de Smo9er)=ose a re/u0o #ariable%
N5Mu%,(#
a
R%+uX$
LV
F$n&
$
A8177&92971LV99
A*#$'%&
i$P PA
-
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47/50
1 ,2,
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14,>42 4,>4?
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2*
2 ,2,
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,44
4 4,41+ 4,41>
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,@4
)
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1> >,
+
,4@
@4,41 4,4+>
,
?*
,+
+*
11 >,2,
+4
,42
4,4*1
Su'a
>?>1
;!
0,0286
0,0169dx
(Ydx)2(1&")=0,04175
a "ue Smo9er)=ose !ermite conocer el #olumen de destilado, si a este
#alor se le suma el #olumen "ue se alimenta al !roceso de destilacin
-
7/25/2019 Informe Destilacion Batch Atmosferica
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batch, se encuentra la cantidad de residuo "ue debe existir al 'nal del
!roceso & multi!licado !or la densidad, se encontrara la masa del
residuo%
B ("ol(men )=5000ml+5000m&(0,6850,047 )(0,04175 )=4866,92m&
B (m!s! )=4866,92m&0,992 g
m&=4828,0 g
C+cu+$ &%+ *#$&uc($ &% $n&$ *$# 4a+anc% &% 'a(%#ia0
B=F!liment!+i ,n$topeEcuacin 1:
B=5000m&0,98142 g
m&600m&0,829
g
m&
B=4409,7g
C+cu+$ &% +a 'a,a &% *#$&uc($ &% $n&$ *$# '%&icin&i#%c(a &%+ $+u'%n0
o J N >@?mL
B=B("ol)FondoEcuacin 1;
-
7/25/2019 Informe Destilacion Batch Atmosferica
49/50
B=4130m&0,992 g
m&=4130,992g
C+cu+$ &%+ n'%#$ 'ni'$ &% %(a*a, *$# %+ 'Y($&$ &% +ain(%/#a+0
Nt=Xd
Xbdx
x1y1Ecuacin 1