Determine:Determine:

SoluciónSolución1. Balance de Masa

Concentración del ácido a la salida 32Concentración en fracción molar acido a la salida 0.188Concentración en fracción molar de la fase gaseosa a la entrada 0.45Peso molecular medio de la fase gaseosa a la entrada 32.4

Densidad de la fase gaseosa a la entrada 1.347

Flujo volumetrico de la fase gaseosa a la entrada 1200Fujo másico de la fase gaseosa a la entrada 1617Flujo molar de la fase gaseosa a la entrada 49.946Flujo molar de soluto a la entrada 22.48Flujo molar de inerte 27.47Concentración en fraccion molar fase gas a la salida 0.01Concentración en cociente molar fase gaseosa aa la salida 0.0101Flujo molar de soluto a la salida 0.277Flujo de gas soluto absobido en las dos columnas 22.20

Flujo de solución de acido a la salida 117.85Flujo de agua (solvente) necesaria 95.65Concentración en fraccion molar de solvente a la entrada 0

2. Calculo de Numero de unidades de trasferencia en las dos columnas

Nota: Se asume concentración de entrada de la fase gaseosa de la coluna IIColumna IIConcetración en fraccion molar entrada del gas 0.0665Concentracción en fraccion molar salida del gas 0.01Flujo de inerte 27.47Flijo molar entrada fase gas 29.43Flujo molar salida del gas 27.75Concentracción en fraccion entrada del líquido 0Flujo de soluto a la entrada en la fase gas 1.957Flujo de soluto a la salida en la fase gas 0.277Flujo molar se soluto absorbido columna II 1.679

Los datos de equilibrio del sistema: HCl-aire - aguapuede considerarse como Y = 0,482 X en fracciones molares. Se desea fabricar una Los datos de equilibrio del sistema: HCl-aire - aguapuede considerarse como Y = 0,482 X en fracciones molares. Se desea fabricar una solución al 33 % peso de acido, mediante absorción en dos columnas similares de una mezcla gaseosa que contiene 35 % molar de HCl solución al 33 % peso de acido, mediante absorción en dos columnas similares de una mezcla gaseosa que contiene 35 % molar de HCl en aire. La concentración de la fase gaseosa a la salida debe contener una concentración de 1 % molar de HCl. Se conoce que el flujo en aire. La concentración de la fase gaseosa a la salida debe contener una concentración de 1 % molar de HCl. Se conoce que el flujo de la mezcla gaseosa a tratar es 1500 mde la mezcla gaseosa a tratar es 1500 m33/h a temperatura de 20 /h a temperatura de 20 °°C y presión de 760 mmHgC y presión de 760 mmHg. .

1.1.        Concentración de entrada y salida de las dos fases en las dos columnas- Concentración de entrada y salida de las dos fases en las dos columnas-2.2.        Flujo de la solución de ácido obtenida Flujo de la solución de ácido obtenida

Flujo de solvente 95.65Flujo molar de solución a la salida columna II 97.332Concentración de salida fase liquida columna II 0.017

Flujo promedio fase líquida columna II 96.49Flujo promedio fase gas columna II 28.59Pendiente recta de operación 3.3753odenada al origen recta de operación 0.010000Concentración de equilibrio a la salida del líquido 0.0083Concentración de equilibrio a la entrada del líquido 0.000Diferencia de concentraciones en la cabeza columna II 0.010Diferencia de concentraciones en el fondo Columna II 0.009Media logaritmica de la diferencia de concentraciones 0.022Numero de unidades de trasferencia columna II 2.594

Columna IConcetración en fraccion molar entrada del gas 0.45Concentracción en fraccion molar salida del gas 0.0665Flujo de inerte 27.47Flijo molar entrada fase gas 49.95Flujo molar salida del gas 29.43Concentracción en fraccion entrada del líquido 0.017Flujo de soluto a la entrada en la fase gas 22.476Flujo de soluto a la salida en la fase gas 1.957Flujo molar se soluto absorbido columna I 20.519Flujo de solvente 95.65Flujo molar de solución entrada columna I 97.332Flujo molar de solución a la salida columna I 117.851Concentración de salida fase liquida columna I 0.188

Flujo promedio fase líquida columna II 107.59Flujo promedio fase gas columna II 39.69Pendiente recta de operación 2.7110odenada al origen recta de operación -0.444145Concentración de equilibrio a la salida del líquido 0.0908Concentración de equilibrio a la entrada del líquido 0.008Diferencia de concentraciones en la cabeza columna I 0.058Diferencia de concentraciones en el fondo Columna I 0.098Media logaritmica de la diferencia de concentraciones 0.175Numero de unidades de trasferencia columna I 2.186

3. Calculo de la altura de la Unidad de Transferencia

Flujo molar promedio fase gas columna II 28.59Flujo molar promedio fase gas columna I 39.69

Funcion de altura y sección de la torre, columna II 74.2Funcion de altura y sección de la torre, columna I 86.8

% en pesoX1Y1

kg / kg-mol Mprom

Dg

kg/h G1kg - mol/hkg - mol/hkg - mol/h G

Y2´

kg - mol/h dos columnaskg - mol/h

kg - mol/h L1kg - mol/h L2´ segunda columna

segunda columna

0.0665 fraccion molarDato a variar

kg - mol/hkg - mol/h G1´kg - mol/h

kg - mol/h soluto entradakg - mol/h soluto salidakg - mol/h n absorbidas

Los datos de equilibrio del sistema: HCl-aire - aguapuede considerarse como Y = 0,482 X en fracciones molares. Se desea fabricar una Los datos de equilibrio del sistema: HCl-aire - aguapuede considerarse como Y = 0,482 X en fracciones molares. Se desea fabricar una solución al 33 % peso de acido, mediante absorción en dos columnas similares de una mezcla gaseosa que contiene 35 % molar de HCl solución al 33 % peso de acido, mediante absorción en dos columnas similares de una mezcla gaseosa que contiene 35 % molar de HCl en aire. La concentración de la fase gaseosa a la salida debe contener una concentración de 1 % molar de HCl. Se conoce que el flujo en aire. La concentración de la fase gaseosa a la salida debe contener una concentración de 1 % molar de HCl. Se conoce que el flujo

C y presión de 760 mmHgC y presión de 760 mmHg. .

Concentración de entrada y salida de las dos fases en las dos columnas- Concentración de entrada y salida de las dos fases en las dos columnas-

kg/m3

m3/h

kg - mol/hkg - mol/h L1´

X1´

kg - mol/h L´kg - mol/h G´

y*

(y-y*)c(y-y*)f

entradaasumido

G1G2

L2L1X1

by1*y2*

kg - mol/hkg - mol/h

Estos dos valore deben ser iguales para comprobar la concentración asumida

En una columna de absorcion rellena de anillos ceramocos de 6m de altura y 1m2 de seccion, se desea recuperar el 80%de acetona presente en una mezcla acetona-aire que contiene 30% en peso de acetona operando la columna en Quito.Calcular:Los caudales recomendables de gas y agua, si se ha determinado que laaltura de la unidad de transferencia HT = 1 y elequilibrio puede esperarse como p=1.75x

Datosz 6 P,quito 542s 1HOG 1%peso entrad 0.3%pesosalida 0.8Asumimos G1 100 Kg/hG1

PM Xpeso Kg kgmolAcetona 58 0.3 30 0.51724138Aire 29 0.7 70 2.4137931

1 100 2.93103448Mmezcla 34.1176471

L1PM Xpeso Kg Kgmol

Acetona 58 24 0.4137931Agua 18

Puntos para la recta de equilibriop=1.75xp=yP1.75x=yPx=yP/1.75

x1 0.07191508 0.17647059 y1x2 0 0.04109589 y2

Ec equilibrio y=1.8824x+0.0411

x1eq 0.07191383(L/G)min 1.8824(L/G)op 2.3906

Ec ope y=2.3906x+0.0411

x1op 0.05662506

x1 0.05662506 0.17647059 y1x2 0 0.04109589 y2M' 32.1547139Den gas 0.95385891Denliq 998.82 datocata x 0.07387782visto y 0.108

visco 0.9 cPGv 5224.3953 kg/hm2G' 5224.3953 Kg/hG2 10348.7906 Kg/hL' 12489.6902 Kg/hL1 0.43863059 kgmol/hL1 7.89535057 Kg/hL2 24971.485 kg/h

y* 0.17646751

En una columna de absorcion rellena de anillos ceramocos de 6m de altura y 1m2 de seccion, se desea recuperar el 80%de acetona presente en una mezcla acetona-aire que contiene 30% en peso de acetona operando la columna en Quito.

Los caudales recomendables de gas y agua, si se ha determinado que laaltura de la unidad de transferencia HT = 1 y el

G2Xmolar PM Xpeso Kg Kgmol Xmol0.17647059 y1 Acetona 58 0.07894737 6 0.10344828 0.041095890.82352941 Aire 29 0.92105263 70 2.4137931 0.95890411

1 1 76 2.51724138 1Mmezcla 30.1917808

L2Xmolar PM Xpeso Kg Kgmol Xmolar

x1 Acetona 58 0 0 0 0Agua 18

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.080

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

f(x) = 2.39072057544604 x + 0.0410958904109589R² = 1f(x) = 1.88242430369509 x + 0.0410958904109589R² = 1

EquilibrioLinear (Equilibrio)Rec operacionLinear (Rec operacion)

Axis Title

Axis

Title

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.080

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

f(x) = 2.39072057544604 x + 0.0410958904109589R² = 1f(x) = 1.88242430369509 x + 0.0410958904109589R² = 1

EquilibrioLinear (Equilibrio)Rec operacionLinear (Rec operacion)

Axis Title

Axis

Title

y2

x2