PROBLEMA 9.4 LOS DATOS VAPOR LIQUIDO EN EL EQUILIBRIO A 1 ATM ABS, LOS CALORES DE SOLUCION, LAS CAPACIDADES CALORIFICAS Y LOS CALORES LATENTES DE EVAPORACION PARA EL SISTEMA "ACETONA-AGUA" SON: x fracción mol de acetona en el líquido Calor int. De sol. A 15 °C, kJ/kmol sol y* fracción mol en equil. De acetona en el vapor temperatura vapor líquido °C Capac. Calor. A 17.2 °C, kJkg sol, °C Peso molecular de la mezcla kg/kmol (liq) Peso molecular de la mezcla kg/kmol (vap) cap calor acetona, kJ/kg.°C 0.0000 0 0.000 100.000 4.187 18.0160 18.0160 2.452 0.0100 -95.8 0.253 91.700 4.179 18.4166 28.1522 2.425 0.0200 -188.4 0.425 86.600 4.162 18.8173 35.0432 2.408 0.0500 -447.3 0.624 75.700 4.124 20.0192 43.0159 2.372 0.1000 -668.7 0.755 66.600 4.020 22.0224 48.2643 2.343 0.1500 -770 0.798 63.400 3.894 24.0256 49.9871 2.333 0.2000 -786 0.815 62.200 3.810 26.0288 50.6682 2.329 0.3000 -719 0.830 61.000 3.559 30.0352 51.2691 2.326 0.4000 -509 0.839 60.400 3.350 34.0416 51.6297 2.324 0.5000 -350.1 0.849 60.000 3.140 38.0480 52.0303 2.323 0.6000 -252.6 0.859 59.500 2.931 42.0544 52.4310 2.321 0.7000 -179.3 0.874 58.900 2.763 46.0608 53.0319 2.319 0.8000 -124.2 0.898 58.200 2.554 50.0672 53.9935 2.317 0.9000 -69.6 0.935 57.500 2.387 54.0736 55.4758 2.315 0.9500 -37.7 0.963 57.000 2.303 56.0768 56.5976 2.314 1.0000 0 1.000 56.500 2.22 58.0800 58.0800 2.312 T, °C cap calor acetona, kJ/kg.°C Calor lat. De evap., kJ/kg T, °C cap calor agua, cal/g °C cap calor agua, kJ/kg °C T, °F Calor lat. De evap. agua, Btu/lb 20.0 2.22 1013 20 0.99947 4.185 70 1054.048 37.8 2.26 976 38 0.99864 4.181 100 1037.101 65.6 2.34 917 66 1.00079 4.190 150 1008.15 93.3 2.43 863 93 1.00574 4.211 200 977.91 100.0 850 100 1.00763 4.219 212 970.33 CALCULE LAS ENTALPIAS DE LOS LIQUIDOS Y VAPORES SATURADOS CON LA RELACION ACETONA-AGUA A 15 ºC Y GRAFIQUE EL D IAGRAMA DE ENTALPIA CONCENTRACION, A 1 atm abs. TENGASE PRESENTE LO ANTERIOR PARA UTILIZARLO EN LOS PROBLEMAS 9.5, 9.6 Y 9.9
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PROBLEMA 9.4 LOS DATOS VAPOR LIQUIDO EN EL EQUILIBRIO A 1 ATM ABS,
LOS CALORES DE SOLUCION, LAS CAPACIDADES CALORIFICAS Y LOS CALORES
LATENTES DE EVAPORACION PARA EL SISTEMA "ACETONA-AGUA" SON:
Diagrama de equilibrio Entalpía contra concentración.
Sistema Acetona-Agua a 760 mm Hg. kJ/kmol vs f. mol
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Se van a fraccionar diez mil libras por hora de una solución de acetona agua, que contiene 25 %
en peso de acetona, a 1 atm de presión. Se desea recuperar 99.5 % de la acetona en el destilado a
una concentración de 99.0 % en peso. La alimentación se va a tener a 26.7 °C (80 °F) y se va a
precalentar mediante un intercambio de calor con el producto residual del fraccionador, que a su
vez se va a enfriar a 51.7 °C (125 °F). Los vapores destilados se van a condensar y enfriar a 37.8 °C
mediante agua de enfriamiento que entra a 26.7 °C y sale a 40.6 °C. El reflujo se va a regresar a
37.8 °C con una relación de reflujo Lo/D = 1.8. Se va a utilizar vapor vivo, a 70kN/m2, en la base dela torre. La torre va a estar aislada para reducir la pérdida calorífica a valores despreciables. Las
propiedades físicas se dan en el problema 9.4. Calcule:
a) El flujo y composición del destilado y reflujo, por hora.
b) La carga calorífica del condensador y el flujo de agua de enfriamiento, por hora.
c) El flujo del vapor y del residuo y la composición del residuo, por hora.
d) La entalpía de la alimentación al entrar en la torre y su condición (expresada cuantitativamente)
e) El número de platos ideales requeridos si la alimentación se introduce en la óptima ubicación.
Utilizar papel para graficar grande y un lápiz afilado. Resp. 13.1
f) El flujo, kg/h, del líquido y del vapor en el plato superior, en x= 0.6, 0.1, 0.025 y en el plato
inferior. Para una torre de diámetro uniforme, las condiciones del plato que controla el diámetro,
si el criterio en un límite del 75 % a la inundación.