Ejercicio liquido líquido, Lecture notes of Chemistry

Ejercicios acerca de la separación liquido liquido

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OPERACIONES UNITARIAS III SERIE DE EJERCICIOS
EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO
PROBLEMA 1
200 Kg de una mezcla de A y B que contiene una pequeña cantidad de S (28 % de A, 70% de B y 2%
de S ) se somete a un proceso de extracción simple (una etapa) empleando como agente extractor
una solución de S con un 5 % de B. Calcular
correccione
s
a) la cantidad de solvente necesaria para que la concentración del refinado sea del 10% en A.
b) La concentración de extracto.
c) Las cantidades de extracto y refinado.
ASAS
0.0 3.5 0.0 92.6
4.8 4.2 3.2 88.5
9.4 5.0 6.0 86.0
13.5 6.0 9.5 82.2
16.6 6.2 12.8 78.0
20.0 7.0 14.8 75.4
22.4 7.6 17.5 72.3
26.0 9.0 19.8 68.0
27.8 10.2 21.2 67.0
32.6 13.4 26.4 58.6
REFINADO EXTRACTO
PROBLEMA 2
Se trata de separar por extracción un componente A de una mezcla A+B de composición 0.05
(fracción en peso de A) y 0.95 de B. Se usa para tal fin un solvente C que es totalmente inmiscible
con B. Se deben tratar 100 kg/h de mezcla disponiéndose de 100 kg/h de solvente C.
Mediciones de la constante de reparto de A indican que ambas fases tienen la misma fracción en
peso; es decir kA=1.
1) Determinar gráficamente que porcentaje de A (del contenido en la alimentación) se logra extraer al
usar tres etapas de equilibrio:
a) en cocorriente.
b) en corrientes cruzadas.
c) en contracorriente.
2) determinar la cantidad mínima de solvente requerida en cada caso
(Para a) y b) usar un diagrama triangular)
PROBLEMA 3
Se desea extraer con éter isopropílico el ácido acético de una solución acuosa al 50%. Los datos de
equilibrio son:
AcidoAguaAcido Eter
814.0 095
18 35.0 1 94.5
31 53.5 4 94.0
32 73.0 20 86.0
REFINADO EXTRACTO
.0
Determinar:
a) la máxima concentración de ácido que se puede obtener en el extracto con una operación de una
sola etapa.
b) Para una alimentación de 100 kg/h, calcule caudales y composiciones de extracto y refinado si la
cantidad de solvente es 1.4 veces la mínima.
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EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO

PROBLEMA 1

200 Kg de una mezcla de A y B que contiene una pequeña cantidad de S (28 % de A, 70% de B y 2% de S ) se somete a un proceso de extracción simple (una etapa) empleando como agente extractor una solución de S con un 5 % de B. Calcular correccione s

a) la cantidad de solvente necesaria para que la concentración del refinado sea del 10% en A. b) La concentración de extracto. c) Las cantidades de extracto y refinado.

A S A S

REFINADO EXTRACTO

PROBLEMA 2

Se trata de separar por extracción un componente A de una mezcla A+B de composición 0. (fracción en peso de A) y 0.95 de B. Se usa para tal fin un solvente C que es totalmente inmiscible con B. Se deben tratar 100 kg/h de mezcla disponiéndose de 100 kg/h de solvente C. Mediciones de la constante de reparto de A indican que ambas fases tienen la misma fracción en peso; es decir kA=1.

  1. Determinar gráficamente que porcentaje de A (del contenido en la alimentación) se logra extraer al usar tres etapas de equilibrio: a) en cocorriente. b) en corrientes cruzadas. c) en contracorriente.
  2. determinar la cantidad mínima de solvente requerida en cada caso

(Para a) y b) usar un diagrama triangular)

PROBLEMA 3

Se desea extraer con éter isopropílico el ácido acético de una solución acuosa al 50%. Los datos de equilibrio son:

Acido Agua Acido Eter 8 14.0 0 95 18 35.0 1 94. 31 53.5 4 94. 32 73.0 20 86.

REFINADO EXTRACTO

Determinar: a) la máxima concentración de ácido que se puede obtener en el extracto con una operación de una sola etapa. b) Para una alimentación de 100 kg/h, calcule caudales y composiciones de extracto y refinado si la cantidad de solvente es 1.4 veces la mínima.

EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO

c) El empleo de un sistema de múltiples etapas ¿mejoraría la operación?.

PROBLEMA 4

Mediante un solvente S se quiere separar un soluto C de soluciones acuosas de C. Se deben procesar simultáneamente dos alimentación cuyas composiciones en peso son: F 1 xC=10% xW=90% F 2 xC=30% xW=70% Se quiere que la fracción másica de C del refinado final no sea mayor a 0.01. Si las alimentaciones ingresan en sus puntos óptimos y S/(F 1 +F 2 )=1.25 y F 1 /F 2 =2, determinar:

a) Número de etapas ideales para contactado en contracorriente. b) Relación entre las corrientes extracto/refinado. c) Ubicación optima de ambas alimentaciones.

Para xC<30% el solvente S es totalmente insoluble en agua; y*=x (fracciones peso).

PROBLEMA 5

Se separa tolueno de heptano por extracción con anilina en dos etapas operadas en contracorriente, después de separar totalmente el solvente se obtiene un extracto de 48% en peso de tolueno y un refinado de 7% en peso de tolueno. Determinar la composición de la alimentación y la relación solvente/alimentación usada.

Datos de equilibrio (%en peso)

Anilina Tolueno Heptano Anilina Tolueno Heptano 7,80 0,00 92,20 95,30 0,00 4, 11,50 6,10 82,40 88,60 3,70 7, 20,10 17,30 62,60 74,00 12,50 14, 31,50 21,20 47,30 61,10 17,50 20, PUNTO CRITICO 46,00^ 22,00^ 32,

Fase heptano Faso anilina

PROBLEMA 6

300 kg/h de una solución acuosa de ácido acético de composición 40% en peso de ácido se extraen en contracorriente con éter isopropílico para reducir la concentración del ácido en el producto refinado al 6% en peso Calcular: a) La cantidad mínima de solvente necesaria. b) El número de etapas teóricas si la cantidad de éter empleado es 40% superior a la mínima c) Los flujos de extracto y refinado.

ACIDO AGUA ETER ACIDO AGUA ETER 1,41 97,10 1,50 0,37 0,70 98, 2,89 95,50 1,60 0,79 0,80 98, 6,42 91,70 1,90 1,93 1,00 97, 13,20 84,40 2,30 4,82 1,90 93, 25,50 71,10 3,40 11,40 3,90 84, 36,70 58,90 4,40 21,60 6,90 71, 44,30 45,10 10,60 31,10 10,80 58, 46,40 37,10 16,50 36,20 15,10 48,

Fase acuosa Fase eterea

PROBLEMA 7

Una mezcla de metilciclohexano y n-heptano se ha de separar en un proceso de extracción en contracorriente con reflujo , empleando anilina como solvente. La alimentación entra a razón de 1000