UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTILEscuela Profesional de Ingeniera Qumica

Laboratorio de Operaciones Unitarias IIPI 135 B

Prctica de Laboratorio N1DESORCIN GASEOSAProfesor: Ing. Rafael Chero Rivas

GRUPO DCondori Llacta, Alex Renzo20114099KDepaz Benavente, Franz Silvano20110129B

Lima, 10/09/2015

Contenido

Pgina

RESUMENiiINTRODUCCINii1.Fundamento terico12.Objetivos13.Metodologa14.Resultados25.Discusin de Resultados46.Conclusiones47.Bibliografa48.Apndice48.1.Diagrama de Equipo48.2.Datos de Laboratorio68.3.Muestra de clculo88.4.Datos calculados11

RESUMEN

El presente informe muestra las variaciones la esquematizacin de una grfica de cada de presin vs relacin de flujos de la fase liquida y gaseosa, as como uno de los procedimientos para determinar las variables que acompaan e intervienen en el desarrollo y modelamiento de la desorcin y su respectivo equipo.

ABSTRAC

This report shows the variations outlining a plot of pressure drop vs. flow ratio of liquid and gaseous phase and of the procedures to determine the variables that come and participate in the development and modeling as well as desorption of their respective equipment.

ii

Introduccin

1. Fundamento terico

2. Objetivos

3. Metodologa

4. Resultados

5. Discusin de Resultados

6. Conclusiones

7. Bibliografa

8. Apndice

8.1. Diagrama de Equipo

Figura 1. Diagrama general del laboratorio de bombas.

8.2. Datos de Laboratorio

A. Experimento N 1.

Tabla N 1: Datos de la columna

Dimetro de la columna (m)0.102

Altura de relleno Z (m)1.219

rea transversal (m2)0.008

L (Pa.s)0.0011

G (Pa.s)0.000183

L (Kg/m3)0.9820

G a 20 C y 20 %HR. (Kg/m3)1.1893

Tabla N 2: Cadas de presin a flujo de lquido constante

L = 0L = 40 lb/hL = 60 Lb/h

G (pie3/min)P (mmH2O)G (pie3/min)P (mmH2O)G (pie3/min)P (mmH2O)

3637310

516519524

732737742

949963968

1169119511118

13971313013152

1512415194

B. Experimento N 2.

Tabla N 3: Perfil de temperaturas en la columna

Punto de tomaTemperatura (C)

Fondo19.5

Entrada interna de la columna15

Marca

118

219

3|9

4|9.5

520

620.5

7-

8-

921

Ambiente21

Tabla N 4: Datos de la concentracin de NH3

Muestra Tiempo (min)VNH3 (mL)VHCl (mL)

14101.1

26101.3

38103.2

410102

51271.3

61481.2

71681.2

81881.3

92091.2

8.3. Muestra de clculo

A. Experimento N 1.

Para calcular la cada de presin para flujos en contracorriente, procedemos a hacer el cambio de unidades (SI).

Para L = 60 , y de la misma forma para los dems valores:

Para G = 3 (pie3/min), y de la misma forma para los dems valores:

Para P = 6 (mmH2O), del mismo modo para los dems valores:

La tabla N 3 muestra la conversin de todos los valores al SI

Tabla N 3 conversin de unidades

L = 0L = 3.062( )L = 4.593

(

(

(

0.2158.7848.220.2168.5856.260.2197.9780.37

0.35156.76128.60.35186.15152.710.35235.13192.89

0.49313.51257.190.49362.5297.370.49411.48337.56

0.63480.06393.810.63617.22506.330.63666.21546.52

0.77676.01554.560.77930.73763.520.771156.07948.38

0.91950.33779.60.911273.641044.820.911489.171221.63

1.051214.85996.61.051900.661559.2

Ahora tomamos log a los valores de G y .

Calculo del factor de caracterizacin del empaque

Para poder determinar del empaque, podemos emplear la grfica 6.34 del Treybal, debemos de conocer el flujo del lquido como el flujo del gas, de los cuales los flujos deben ser distintos de cero, para poder entrar con ese valor a la grfica; por tal razn, para L=0 los datos no se analizan.

Para poder conocer el factor se entra a la grfica de la siguiente manera:

Figura 6.34 (Treybal)

Los resultados los colocamos en la tabla siguiente:

Tabla N 4

L = 3.062( )

L/G

14.580952456.260.004864.242

8.74857143152.710.0296.363

6.24897959297.370.03893.413

4.86031746506.330.0689.225

3.97662338763.520.0989.594

3.364835161044.820.1178.402

2.916190481559.20.2107.07

PROMEDIO88.33

Tabla N 5

L = 4.593 ( )

L/G

21.871428680.370.00793.686

13.1228571192.890.01886.727

9.37346939337.560.03790.955

7.29047619546.520.05277.328

5.96493506948.380.0989.594

5.047252751221.630.1285.529

PROMEDIO87.303

Experimento N 2.

1. Determinacin del equilibrio.

Para la verificacin de que el sistema haya llegado al equilibrio debe cumplirse que el volumen de HCl usado en la titulacin de las distintas muestras de NH3 debe mantenerse constante en el tiempo, esto se lo evidenciamos con un anlisis grfico, con los datos de la tabla N4.

Grfico N 1

Como vemos en la grfica N1 para un volumen de HCl de 1.2 mL el sistema ha alcanzado el equilibrio.

2. Determinacin de las composiciones de los flujos de entrada y de salida.

Usaremos las siguientes denotaciones para los flujos de entrada y de salida del lquido y del gas.

Tabla N : Denotaciones en la columna

L1Flujo de Liquido del fondox1Fraccin molar en fondo

L2Flujo de Liquido del topeX2Relacin molar en tope

LsFlujo Liquido inertex2Fraccin molar en tope

G1Flujo de Gas del fondoY1Relacin molar en fondo

G2Flujo de Gas del topey1Fraccin molar en fondo

GsFlujo Gas inerteY2Relacin molar en tope

X1Relacin molar en fondoy2Fraccin molar en tope

Dado que se titul con HCl 1 N, entonces las concentraciones de NH3 en la entrada y la salida son:

Tabla N : Concentracin de NH3 en la columna

Flujo de liquidoVHCl (mL)VNH3 (mL)CNH3 (mol/L)

Entrada11101.1

Salida1.290.133

Para la determinacin de las fracciones y relaciones molares procedemos de la siguiente manera:

Para el flujo de lquido (L):

Para la entrada:

Para la salida:

Como se conoce el flujo de entrada del lquido (L2), hallamos el flujo de inertes (Ls) y el flujo de salida (L1):

Para el flujo de gas:

Para la entrada:

Como se conoce el flujo de entrada del gas (G1), hallamos el flujo de inertes (Gs):

Conociendo el flujo de G1, L1 y L2, aplicamos un balance de materia para determinar G2:

Conociendo G2, determinamos y2 y Y2:

Resumiendo:

Tabla N : Denotaciones en la columna

L1 (mol/s)0.3497x10.00239

L2 (mol/s)0.3506X20.0050

Ls (mol/s)0.3488x20.0050

G1 (mol/s)0.2928Y10

G2 (mol/s)0.2937y10

Gs (mol/s)0.2928Y20.0546

X10.00234y20.00314

3. Determinacin de la recta de operacin y clculo del NtOL.

Dado que trabajamos a Tambiente = 21C, lo ms recomendable seria trabajar con valores a 20 C dado que interpolar hasta 21 C, pero no se dispone con datos para el rango que deseamos.

La curva de equilibrio es la siguiente:

Dado que para los valores de trabajo, no es conveniente trabajar con toda la curva, para ello tomaremos los puntos ms prximos y los convertimos a fracciones molares ( .

xyXY

0.100.09160.11110.1008

0.080.06580.08110.0704

0.050.04170.05260.0435

0.040.03280.04170.0339

0.030.02390.03090.0245

0.0250.01970.02560.0201

0.020.01580.02040.0160

0.000.00000.00000.0000

Del cual graficamos las curvas de operacin y equilibrio para el desorbedor:

Conociendo dicha grfica, es factible determinar el nmero de unidades de transferencia en la fase liquida (NTOL):

Para lo cual tomares algunos puntos que nos permitan datos para aplicar los mtodos de integracin numrica.

xyx*1/(x-x*)

0.002390.00000.0000418.41

0.002830.00050.0006448.94

0.003260.00110.0014536.22

0.003700.00160.0020587.42

0.004140.00210.0026649.43

0.004580.00260.0032726.07

0.00500.00310.0039897.08

Aplicando el mtodo de Simpson 3/8, tenemos lo siguiente:

Conociendo el NTOL podemos determinar el HTOL:

Conociendo HTOL , determinamos el KLa:

Para el cual, evaluaremos la ecuacin para la corriente de entrada:

Determinacin del HTL .

Para efectos de clculo, se tomara el flujo de fase liquida promedio:

A continuacin calculamos el NTL :

Determinacin del % resistencia de la fase liquida y gaseosa (%RFL, %RFG)

Calculo del : para un L= 50 lb/h y G= 15 pie3/minHaciendo la conversin:

Tambin conocemos Cf del clculo experimental que registramos en la tabla 4 y 5, como el Cf depende solo del empaque, podemos sacar un promedio de los 2 valores finales obtenidos, siendo:

Con los datos conocidos podemos encontrar la abscisa y ordenada para el L y G dado:

Abscisa = 0.127Ordenada = 0.042

Figura 6.34 (Treybal)

Para dichos valore procedemos a calcular el G inundacin siguiendo la lnea verde de operacin de la torre.Tenemos en la ordenada en la inundacin el valor de 0.2, entonces:

Convirtiendo las unidades:

16