Ejercicio de quimica termidinamica PDF

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NOMBRE: EFRAYN CALLISAYA VILLCAEjercicio 3 de la página 166 del libro Principios básicos y cálculos en Ingeniería Química de David. M, HimmelblauPASO 1. Leer el problema hasta entenderlo. Un industrial que fabrica por primera vez alcohol para gasohol ha tenido ciertos problemas con una columna de de...

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NOMBRE: EFRAYN CALLISAYA VILLCA Ejercicio 3.6 de la página 166 del libro Principios básicos y cálculos en Ingeniería Química de David. M, Himmelblau

PASO 1. Leer el problema hasta entenderlo. Un industrial que fabrica por primera vez alcohol para gasohol ha tenido ciertos problemas con una columna de destilación. La operación se muestra en la figura E3.6. Los técnicos creen que se pierde demasiado alcohol en las colas (desperdicio). Calcule la composición de las colas y la masa de alcohol que se pierde en ellas. Debemos entender que se alimentan 1000 kg con una composición de 10% etanol y 90% agua a una columna de destilación. El flujo del destilado es un décimo de la alimentación y tiene una composición de 60% etanol y 40% agua. La corriente del fondo tiene una composición desconocida. Los porcentajes se consideran másicos, ya que se están manejando líquidos. PASO 2. Realizar el Diagrama de Flujo de Procesos. PASO 3. Colocar toda la información del problema en el diagrama (datos e incógnitas). PASO 4. Designar una base de cálculo. F = 1000 kg PASO 5. Realizar el análisis de grados de libertad. Número de incógnitas = 4 (D, B, x, y)

Número de grados de libertad = 4 – 4 = 0 Si se puede resolver. PASO 6. Plantear las ecuaciones. Balance general 1000=D + B

(1)

Balance de etanol 100=( 0.60∗D)+ ( x∗ B )

(2)

Restricción física en la corriente de desecho. x + y =1

(3)

Especificación del proceso D=

( 101 )∗F

(4)

7. Resolver las ecuaciones. De la ecuación 4 D=

( 101 )∗1000=100 Kg

De la ecuación 1 B=1000−D=1000−100=900 Kg

De la ecuación 2 x=

(100 −0.60∗D) 100−0.60∗100 = =0.0444 B 900

lo cual es 4.44 %

EtOH

De la ecuación 3 y =1− x =1−0.0444=0.9556

lo cual es 95.56 %

H2O

La corriente de fondo es de 900 kg, con una composición de 4.44% etanol, es decir, en dicha corriente se pierden ( 900∗0.0444=39.96 Kg) de etanol. Si se alimentan (1000∗0.10=100 Kg) de etanol. Entonces se está perdiendo casi el 40% de etanol. Se recomienda revisar las condiciones de operación para corregir el proceso, ya que se pierde una cantidad importante de etanol.

8. Realizar una comprobación. Del balance de H2O

900 =0.40∗D + 0.9556∗B

900 =0.40∗100 + 0.9556∗900 900 =40 + 860

900 =900...