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Guía de ejercicios propuestos, Ejercicios de Dirección de las Operaciones

Es una guia para la asignatura de operaciones unitarias ii

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 17/08/2022

ricardo-macias-1
ricardo-macias-1 🇭🇳

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TAREA GRUPAL FINAL
Tema: OPERACIONES DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO/LÍQUIDO,
LIXVIACIÓN Y LAVADO, ADSORCIÓN, INTERCAMBIO IÓNICO Y
TRABAJO EN SIMULADORES.
Objetivos:
1. Enumerar las situaciones en las que se podría preferir la extracción líquido-líquido a la
destilación.
2. Entender las relaciones de equilibrio y ser capaz de construir diagramas de equilibrio
líquido-liquido ternarios, Distinguiendo, para mezclas ternarias, entre sistemas Tipo I y
Tipo II, mezclas miscibles y no miscibles.
3. Ser capaces de tomar información de equilibrio de fuentes experimentales en libros de
texto y publicaciones científicas.
4. Entender cuando un diagrama de equilibrio es el indicado para analizar el proceso de
extracción líquido-líquido.
5. Comprender los fundamentos de las operaciones Extracción Líquido para líquidos
inmiscibles y líquidos parcialmente miscibles con flujos contracorriente continua y flujo
cruzado.
6. Ser capaz de leer y construir gráficos que representan los Equilibrios Líquido-Líquido
tanto en papel milimetrado, como en Microsoft Excel, como en otros softwares gratuitos.
7. Describir el equipo utilizado para la adsorción continua y por lotes.
8. Enumere los supuestos para una etapa ideal de adsorción en equilibrio.
9. Entender como se pueden obtener las isotermas de adsorción en un laboratorio.
10. Ser capaz de encontrar el mejor “Fit” para una isoterma de adsorción.
11. Entender el principio para encontrar isotermas de Freundlich, Langmuir y graficar
equilibrios de adsorción.
12. Calcular la recuperación de un soluto, cantidad de solvente necesario para un sistema de
adsorción en una sola etapa.
13. Calcular la recuperación de un soluto, cantidad de solvente necesario para un sistema de
adsorción de varias etapas a contracorriente continuo.
14. Calcular la recuperación de un soluto, cantidad de solvente necesario para un sistema de
adsorción de varias etapas a corriente cruzada.
15. Describir el equipo utilizado para la lixiviación continua y por lotes.
16. Enumere los supuestos para una etapa ideal de lavado o lixiviación en equilibrio.
17. Calcular la recuperación de un soluto para un sistema de lavado y lixiviación en una sola
etapa para una proporción constante de líquido a sólidos en el líquido de derrame o para
una relación variable en el líquido inferior.
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¡Descarga Guía de ejercicios propuestos y más Ejercicios en PDF de Dirección de las Operaciones solo en Docsity!

TAREA GRUPAL FINAL

Tema: OPERACIONES DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO/LÍQUIDO,

LIXVIACIÓN Y LAVADO, ADSORCIÓN, INTERCAMBIO IÓNICO Y

TRABAJO EN SIMULADORES.

Objetivos:

  1. Enumerar las situaciones en las que se podría preferir la extracción líquido-líquido a la destilación.
  2. Entender las relaciones de equilibrio y ser capaz de construir diagramas de equilibrio líquido-liquido ternarios, Distinguiendo, para mezclas ternarias, entre sistemas Tipo I y Tipo II, mezclas miscibles y no miscibles.
  3. Ser capaces de tomar información de equilibrio de fuentes experimentales en libros de texto y publicaciones científicas.
  4. Entender cuando un diagrama de equilibrio es el indicado para analizar el proceso de extracción líquido-líquido.
  5. Comprender los fundamentos de las operaciones Extracción Líquido para líquidos inmiscibles y líquidos parcialmente miscibles con flujos contracorriente continua y flujo cruzado.
  6. Ser capaz de leer y construir gráficos que representan los Equilibrios Líquido-Líquido tanto en papel milimetrado, como en Microsoft Excel, como en otros softwares gratuitos.
  7. Describir el equipo utilizado para la adsorción continua y por lotes.
  8. Enumere los supuestos para una etapa ideal de adsorción en equilibrio.
  9. Entender como se pueden obtener las isotermas de adsorción en un laboratorio.
  10. Ser capaz de encontrar el mejor “Fit” para una isoterma de adsorción.
  11. Entender el principio para encontrar isotermas de Freundlich, Langmuir y graficar equilibrios de adsorción.
  12. Calcular la recuperación de un soluto, cantidad de solvente necesario para un sistema de adsorción en una sola etapa.
  13. Calcular la recuperación de un soluto, cantidad de solvente necesario para un sistema de adsorción de varias etapas a contracorriente continuo.
  14. Calcular la recuperación de un soluto, cantidad de solvente necesario para un sistema de adsorción de varias etapas a corriente cruzada.
  15. Describir el equipo utilizado para la lixiviación continua y por lotes.
  16. Enumere los supuestos para una etapa ideal de lavado o lixiviación en equilibrio.
  17. Calcular la recuperación de un soluto para un sistema de lavado y lixiviación en una sola etapa para una proporción constante de líquido a sólidos en el líquido de derrame o para una relación variable en el líquido inferior.
  1. Calcular la recuperación de un soluto para un sistema de lavado y lixiviación en una a contracorriente continuo para una proporción constante de líquido a sólidos en el líquido de derrame o para una relación variable en el líquido inferior.
  2. Calcular la recuperación de un soluto para un sistema de lavado y lixiviación en una a corriente cruzada para una proporción constante de líquido a sólidos en el líquido de derrame o para una relación variable en el líquido inferior.
  3. Entender conceptos básicos sobre intercambio iónico, procesos de aplicación, equipo y sistemas de intercambio iónico usados.
  4. Entender equipos, modelos disponibles en los simuladores gratuitos. Simular procesos de separación sencillos (estudiados en la clase).

Temas del texto para leer antes de ver videos y trabajar estos ejercicios:

  • Capítulo 10 Treybal
  • Capítulo 11 Treybal
  • Capítulo 13 Treybal
  • Capítulo 23, McCabe
  • Cap 12, Secciones 12.1 a la 12. 10 Geankoplis.
  • Material discutido en los videos, reuniones sincrónicas y extra colocado en el portal

Actividades a Realizar por los alumnos:

  • Leer las secciones correspondientes al tema en sus textos que aparecen detalladas en esta asignación. Debe recordar que un aspecto esencial de la parte digital-virtual de la asignatura es el estudio autorregulado.
  • Solucionar los problemas asignados en los ABP, y tomar en cuenta que el algoritmo de solución del ABP será colocado en plataforma una semana después para que exista tiempo suficiente para trabajo autorregulado, y luego utilizar la solución como ayuda de estudio.

Aprendizaje Basado en Problema (ABPs) de esta Unidad:

1. Una solución de piridina-agua, 50% de piridina, se v a extraer a contracorriente,

de modo continuo, a un flujo de 2.25 Kg/s con clorobenceno para reducir la

concentración de piridina a 2%

a. Determine el flujo mínimo requerido de disolvente

b. Si se usan 2.3 Kg/s de disolvente, determine el número de etapas teóricas.

de lavado/kg de sólidos secos de carbonato de calcio, prediga la

recuperación de NaOH en el licor de lavado.

b. Su jefe ha visto los resultados del inciso anterior. Ahora le pregunta qué

pasa si se usa un sistema de flujo cruzado de cuatro etapas en lugar del

sistema de contracorriente. El agua de lavado pura se dividirá en partes

iguales entre las cuatro etapas. Por lo tanto, el flujo superior es de 2 kg de

agua de lavado/kg de carbonato de calcio en cada etapa. Determine la

recuperación de NaOH y compárela con el resultado del inciso anterior.

c. ¿Qué pasa si grafica y vs x para hacer el análisis gráfico? Como puede usar

las ecuaciones de Kremser o las gráficas para simplificar la solución de a.

(Sugerencia: Deben trabajar los ejercicios por estos métodos y comparar

para que tengan claro los valores que deben ingresar).

4. Lea el documento de nombre: PROCEDIMIENTO DE LAB. PARA OBTENER

ISOTERMA DE ADSORCIÓN DE CH 3 COOH EN CARBÓN ACTIVADO.

Datos de lab. Obtenidos usando el procedimiento anterior a. Linealizar los datos de X, Y para obtener una isoterma de Freundlich de la forma: ! = #$!^ (El resultado de la linealización serán los valores de m y n). b. Linealizar los datos de X, Y para obtener una isoterma de Langmuir de la forma: ! = "∗$! %&" (El resultado de la linealización serán los valores de Yo y K). c. Con los valores m, n encontrados haga el gráfico de equilibrio para este sistema (Isoterma de Freundlich). NOTA: DEBE TRABAJAR ESTE ABP EN PAPEL MILIMETRADO.

  1. Haga un mapa mental (a mano) del documento “Lectura intercambio iónico” que se encuentra en el campus. Sigan las recomendaciones en el siguiente link. https://blog.indo.edu.mx/que-es-mapa-menta-caracteristicas-como-hacerlo
  2. Aire contaminado con Dióxido de Nitrógeno, se va a limpiar usando silica gel como agente adsorbente. En un adsorbedor continuo a contracorriente ingresamos 0. Kilogramos por segundo de aire contaminado con una concentración de 1.5% porcentaje volumen del dióxido de Nitrógeno. La operación se hará a 25°C y a presión igual a 1 atm. Queremos que solo el 10% del dióxido de nitrógeno que entra, salga en la corriente de salida. a. Encuentre la Isoterma que MEJOR Represente el equilibrio. Las unidades para usar son las acordadas en la reunión b. Cálculo del Adsorbente Mínimo (Debe mostrar la gráfica del cálculo). Volumen de Alícuota mL 1 2 5 5 5 5 Gasto( en mL) de NaOH 0.1N 2.35 2.3 6.9 4.85 3.4 2.

c. Si se usa dos veces el adsorbente mínimo (Adsorbente de Operación) (Debe

mostrar el procedimiento gráfico) ¿Cuántas etapas teóricas tendrá el

adsorbedor?

7. Trabaje los ejercicios en el documento: Trabajo en simulador tarea grupal final.

RECORDATORIO: SOBRE EL CRITERIO DE EVALUACIÓN EN LA PROGRAMACIÓN

DIDÁCTICA Y EXPLICADO EN LAS CLASES

A. Debe mostrar claramente todos sus cálculos (aún los de concentración). B. Debe citar claramente las fuentes de las que obtiene la información: En el portal de la clase se detallaron fuentes válidas. C. Debe presentar diagramas ordenados, usando regla cuando sea necesario, fotografías que se vean claras, numeración clara de los ejes, nombre de ejes, nombre de diagrama, leyenda para cada curva que se vea en el diagrama (de preferencia trace las líneas en el papel milimetrado usando diferentes colores). D. Debe detallar de donde obtuvieron los datos para los gráficos de equilibrio esto incluye: E. Para el análisis gráfico de operaciones, debe mostrar claramente todos sus cálculos, esto incluye: i. Balances de masa hechos, detallando de donde obtiene los valores usados ii. Balances de energía hechos, detallando de donde obtiene los valores usados. iii. Cálculos de corrientes, pendientes de líneas de operación, puntos de diferencia, equilibrios, interpolaciones y cualquier otro cálculo necesario para la solución del ejercicio. F. DEBE SER ORDENADO AL PRESENTAR SU TRABAJO. i. Deben incluir el diagrama dibujo) con las caracaterísticas en la parte superior e inferior. ii. Deben mostrar el cálculo gráfico de los flujos mínimos cuando se les pida. iii. Deben usar el método de solución que se les pide en la pregunta en específico.