¡Descarga Cálculo de balances energéticos y entropía en separación propileno-propano y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!
Balances de energía, entropía y trabajo perdido. De la separación de una mezcla de propileno-propano, usando las siguientes propiedades termodinámicas y las relaciones dadas, calcule en unidades SI: (a) el calor del condensador, QC; (b) calor del rehervidor, QR; (c) la producción de entropía irreversible, suponiendo una temperatura de 303 K para el agua de refrigeración del condensador y 378 K para la fuente de vapor del rehervidor; (d) el trabajo perdido, suponiendo T 0 = 303 K; (e) el trabajo mínimo de separación; y (f) la eficiencia del proceso.
a) El calor del condensador, QC. nChC+QC − nOVhOV= 𝑄𝐶 = 𝑛𝑂𝑉ℎ𝑂𝑉 − 𝑛𝐶 ℎ𝐶 𝑄𝐶 = 𝑛𝑂𝑉(ℎ𝑂𝑉 − ℎ𝐶 ) 𝑄𝐶 = 2452. 2 ( 24 , 400 − 12 , 243 ) = 29 , 811 , 395. 4 𝑘𝐽/ℎ
QC
) =∆𝑆irr = 18 , 245. 887 𝑘𝐽/ℎ − 𝑘
d) El trabajo perdido, suponiendo T 0 = 303 K nFbF + QR ( 1 −
T 0
TR
) − [nDbD + nBbB + QC ( 1 −
T 0
TC
)] =𝐿𝑊
Sabemos que b=ℎ − T 0 𝑠 nF(hF − T 0 sF) + QR ( 1 −
T 0
TR
) − [nD(hD − T 0 sD) + nB(hB − T 0 sB) + QC ( 1 −
T 0
TC
)] =𝐿𝑊
e) El trabajo mínimo de separación. nDbD + nBbB − nFbF=Wmin = 382 , 202. 78 𝑘𝐽/ℎ f) La eficiencia del proceso. 𝜂 = Wmin 𝐿𝑊 + Wmin
Esta baja eficiencia de segunda ley es típica de una separación por destilación difícil, que en este caso requiere 150 etapas teóricas con una relación de reflujo de casi 15 veces la velocidad del destilado.
