Análisis de columnas por el
método McCabe-Thiele
Diagrama de puntos de ebullición
para el sistema benceno-tolueno a 1 atm.
Curva de equilibrio
para el sistema benceno-tolueno a 1 atm.
Posicionamiento de líneas de rectificación y
enriquecimiento en el diagrama de equilibrio
Efecto de la condición de la alimentación sobre la línea de alimentación
a; liq. Frio
b; liq. Saturado
c; alimentación parcialmente Vp.
d; alimentación Vp. saturado
e; alimentación Vp. sobrecalentado
representa una línea recta, que recibe el
nombre de línea de alimentación
q
q : definido como los moles de líquido que fluyen en la sección de
agotamiento como consecuencia de la introducción de cada mol de
alimentación. Por tanto, q tiene los siguientes límites numéricos
para las distintas condiciones:
q para alimentación como líquido frío
Para vapor sobrecalentado la ecuación
Ejemplo.
Una columna de fraccionamiento continuo ha de diseñarse para separar 30 000 lb/h de una mezcla del
40 por 100 de benceno y 60 por 100 de tolueno en un producto de cabeza que contiene 97 por 100 de
benceno y un producto de cola del 98 por 100 de tolueno. Estos porcentajes están expresados en peso.
Se utilizará una relación de reflujo de 3,5 moles por mol de producto. Los calores latentes molares del
benceno y del tolueno son 7360 y 7960 cal/mol-g, respectivamente. El benceno y el tolueno forman un
sistema ideal con una volatilidad relativa del orden de 2,5; la curva de equilibrio se muestra en las diapositivas
presentadas anteriormente. La alimentación tiene una temperatura de ebullición de 95 °C a la presión de 1 atm.
(a) Calcúlense los flujos molares de los productos de cabeza y cola por hora.
(b) Determínese el número de platos ideales y las posiciones del plato de alimentación:
si la alimentación es un liquido a su temperatura de ebullición
si la alimentación es un liquido a 20 °C (calor especifico = 0,44)
si la alimentación es una mezcla de dos tercios de vapor y un tercio de líquido.
(c) Si para calefacción se utiliza vapor de agua a la presión manométrica de 20 lbf/pulg2,
¿qué cantidad de vapor se requiere por hora para cada uno de los tres casos anteriores,
despreciando las pérdidas de calor y suponiendo que el reflujo es un líquido saturado?
(d) Si el agua de refrigeración entra en el condensador a 80 °F (26,7 °C) y sale a 150 °F (65,5 °C),
¿qué cantidad de agua será necesaria, en galones por minuto?