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Metodo fug 3 componentes, Ejercicios de Investigación de Operaciones

Esta realizado para un sistema ideal sin reflujo en el condensador

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 07/11/2022

ricardo-camacho-3
ricardo-camacho-3 🇲🇽

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bg1
Compuesto Condiciones
PARAMETRO DE EC. ANTOINE
A B
n-Hexano 0.20 13.8193 2696.04
n-Butano 0.40 13.6608 2154.7
n-Heptano 0.25 13.8622 2910.26
n-Octano 0.15 13.9346 3123.13
1.00
Clave ligero
Clave pesado
39.2
0.799999999999997
40
Datos de la destilación
Corrientes
F100 kmol/h
Alimentación
q0.8 F
R/Rmin 1.3
P3.99704 atm
Fracción de recup. 0.98
en el destilado 0.02
0.20
Destilado
Clave ligero (LK) 0.40 D
Clave pesado (HK) 0.25
0.15
Fondos
B
X1
X2
X3
X4
DLK DHK
BLK BHK
fLK=𝚺fHK=𝚺
F1
F2
fLK F3
fHK F4
Z1
Z2
Z3D1
Z4D2
D3
D4
B1
B2
B3
B4
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff

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Compuesto Condiciones

PARAMETRO DE EC. ANTOINE

A B

n-Hexano 0.20 13.8193 2696. n-Butano 0.40 13.6608 2154. n-Heptano 0.25 13.8622 2910. n-Octano 0.15 13.9346 3123.

Clave ligero Clave pesado

40 Datos de la destilación Corrientes F 100 kmol/h Alimentación q 0.8 F R/Rmin 1. P 3.99704 atm Fracción de recup. 0. en el destilado 0. 0.20 Destilado Clave ligero (LK) 0.40 D Clave pesado (HK) 0.

Fondos B

X 1

X 2

X 3

X 4

DLK DHK

BLK BHK

fLK= 𝚺 fHK= 𝚺 F 1 F 2 fLK F 3 fHK F 4 Z 1 Z 2 Z 3 D 1 Z 4 D 2 D 3 D 4 B 1 B 2 B 3 B 4

RO DE EC. ANTOINE

T. Ebulicion Fracciones molares C Destilado Fondo 224.317 68.7 0.33500837521^0 238.789 -0.5 0.65661641541^ 0. 216.432 98.4 0.00837520938^ 0. 209.635 125.6 0 0. 1 1 Ecuación de Antoine Clave pesado

25 Presion de trabajo Presion de operacion Corrientes P (atm) 3.99704 P (kpa) Alimentación Destilado 100 kmol/h Compuesto Punto Burbuja 40 kmol/h T[˚C] -189.278842 T[K] 25 kmol/h Psat X*Ki 20 kmol/h n-Hexano 1078.0143309 2.661763267 0. 15 kmol/h n-Butano 64.78839059 0.159971304 0. Destilado n-Heptano 159.37622139 0.393521459 0. 59.7 kmol/h n-Octano 26.946008825 0.066533342 0 20 kmol/h 1. 39.2 kmol/h 0.50 kmol/h Destilado 0 kmol/h Compuesto Punto Rocio Fondos T[˚C] -135.668383 T[K] 40.3 kmol/h Psat X/Ki 0 kmol/h n-Hexano 2791.505643 6.892605198 0. 0.8 kmol/h n-Butano 281.21513208 0.694358217 0. 24.5 kmol/h n-Heptano 582.6171213 1.438560516 0. 15 kmol/h n-Octano 139.38628829 0.344163609 0

XD1 XB XD2 XB XD3 XB XD4 XB Ki Ki 𝒍𝒏𝑷=𝑨−𝑩/(𝑻+𝑪) →𝑷=𝒆^((𝑨−𝑩/(𝑻+𝑪)) )

Volatilidad relativa media puntos burbuja n-Butano 28. n-Heptano 2. n-Hexano 4. n-Octano 1 Volatilidad relativa media puntos rocio n-Butano 18. n-Heptano 1. n-Hexano 3. n-Octano 1

Compuesto Condiciones

PARAMETRO DE EC. ANTOINE

A B

n-Nonano 0.05 13.9854^ 3311. iso-Octano 0.20 13.6703^ 2896. n-Octano 0.05 13.9346^ 3123. Fenol 0.30 13.7667^ 2451. 1-Propanol 0.20 14.4387^ 3507. 2-Propanol 0.20 16.1154^ 3483.

Datos de la destilación F 100 kmol/h q 0. R/Rmin 1. P 1 atm Fracción de recup. 0.

en el destilado 0.

Clave ligero (LK) 0. Clave pesado (HK) 0.

Corrientes Alimentación F 100 kmol/h 100 20 kmol/h 5 kmol/h 30 kmol/h 5 kmol/h 20 kmol/h 20 kmol/h Destilado D 51 kmol/h 20 kmol/h 5 kmol/h 25.50 kmol/h 0.5 kmol/h

X 1

X 2

X 3

X 4

X 5

X 6

fLK fHK Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z 5 Z 6 F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 D 1 D 2 D 3 D 4

RO DE EC. ANTOINE

T. Ebulicion C 202.694 150. 220.767 99. 209.635 125. 232.014 36 175.4 181. 205.807 97. Balance de materia Clave ligero Clave pesado

30 Fracciones molares Destilado Fondo

0 0 1 Presion de trabajo P (atm) 1 Destilado Compuesto Punto Burbuja T[K] 397.

DLK DHK

BLK BHK

fLK= 𝚺 fHK= 𝚺 XD1 XB XD2 XB XD3 XB XD4 XB XD5 XB XD6 XB 𝑓𝐿𝐾=𝐷𝐿𝐾/𝐹𝐿𝐾 𝐷𝐿𝐾=𝑓𝐿𝐾 𝐹𝐿𝐾 𝐷𝐿𝐾=𝑓𝐿𝐾 𝑧𝐿𝐾 𝐹 𝐹𝐿𝐾=𝐷𝐿𝐾+𝐵𝐿𝐾 𝐵𝐿𝐾=𝐹𝐿𝐾−𝐷𝐿𝐾 𝐵𝐿𝐾=𝑧𝐿𝐾 𝐹−𝐷𝐿𝐾 𝑓𝐻𝐾=𝐷𝐻𝐾/𝐹𝐻𝐾 𝐷𝐻𝐾=𝑓𝐻𝐾 𝐹𝐻𝐾 𝐷𝐻𝐾=𝑓𝐻𝐾 𝑧_𝐻𝐾 𝐹

Compuesto Psat n-Nonano 47.862974564 0. iso-Octano 197.15100559 1. n-Octano 98.525328403 0. Fenol 983.51816318 9. 1-Propanol 15.576966244 0. 2-Propanol 262.86259861 2. Volatilidad relativa media puntos burbuja n-Nonano 1 iso-Octano 4. n-Octano 2. Fenol 24. 1-Propanol 0. 2-Propanol 5. Ki (𝑎_1 𝑧_1)/(𝑎_1−𝜃)+(𝑎_2 𝑧_2)/(𝑎_2−

eria Clave pesado

5 es Fondo 0 0

1 Presion de operacion P (kpa) 101. ado Fondo Punto Burbuja Compuesto Punto Burbuja T[˚C] 124.5938416 T[K] 372.1553085 T[˚C] 99. 𝐷𝐻𝐾/𝐹𝐻𝐾 𝑓𝐻𝐾 𝐹𝐻𝐾 𝑓𝐻𝐾 𝑧𝐻𝐾 𝐹 𝐹𝐻𝐾=𝐷𝐻𝐾+𝐵𝐻𝐾 𝐵𝐻𝐾=𝐹𝐻𝐾−𝐷𝐻𝐾 𝐵𝐻𝐾=𝑧𝐻𝐾 𝐹−𝐷_𝐻𝐾

XKi 𝛂 Compuesto Psat XKi 𝛂 0.1852434636 1 n-Nonano 20.292819873 0.200274561 0 1 0.1907577593 4.119071315 iso-Octano 100.77462375 0.994568209 0 4. 0.4861846948 2.058487365 n-Octano 45.404179187 0.448104408 0.041152446 2. 0.0951624469 20.54862181 Fenol 578.03801451 5.704791656 0.523909438 28. 0 0.325449189 1-Propanol 5.2352762224 0.051668159 0.021089045 0. 0 5.49198208 2-Propanol 108.47264356 1.070541757 0.436955819 5. 0.9573483646 1. Cálulo de reflujo mínimo: Ecuación de Unferwood ϴ = -4.024277E+49 0 < ϴ < 5. 1.2424591E- 2.2477403E-50 2.3511E- 2.6664467E-51 0. 1.8035645E- Error abs = 0. 1.4400656E- 2.692747E- Ecuación de Unferwood Ki(𝒊=𝟏)^𝒏▒(𝒂𝒊 𝒛𝒊)/(𝒂𝒊−𝜽)=𝟏−𝒒 )/(𝑎_1−𝜃)+(𝑎_2 𝑧_2)/(𝑎_2−𝜃)+(𝑎3 𝑧3)/(𝑎3−𝜃)+(𝑎4 𝑧4)/(𝑎4−𝜃)+(𝑎5 𝑧5)/(𝑎5−𝜃)+(𝑎 6 𝑧 6 )/(𝑎6− 1−𝑞= (𝑎4 𝑧4)/(𝑎4−𝜃)= (𝑎3 𝑧3)/(𝑎3−𝜃)= (𝑎2 𝑧2)/(𝑎2−𝜃)= (𝑎1 𝑧1)/(𝑎1−𝜃)= ∑(𝑖=1)^𝑛▒(𝑎𝑖 𝑧𝑖)/(𝑎𝑖−𝜃)= (𝑎 5 𝑧 5 )/(𝑎 5 −𝜃)= (𝑎 6 𝑧 6 )/(𝑎 6 −𝜃)= ∑(𝒊=𝟏)^𝒏▒(𝒂𝒊 𝒙𝑫𝒊)/(𝒂𝒊−𝜽)=𝟏+𝑹𝒎𝒊𝒏 𝑵𝒎𝒊𝒏+𝟏=𝒍𝒏[(𝒙(𝑫𝑳𝑲 )/𝒙 (𝑵−𝑵𝒎𝒊𝒏)/(𝑵+

Cálculo del número de etapas mínimas: Cálculo de la etapa de alimentación: **Ecuación de Fenske Ecuaicón de Kirkbnide

0.** Cálculo del número de etapas de equilbrio: Ecuación de Gilliland Nmin = Nmin ≈ NR/NS NS = NR = NR ≈ NS ≈ Nfeed = 𝜃)+(𝑎_ 6 𝑧_ 6 )/(𝑎6−𝜃)=1−𝑞 𝒍𝒏[(𝒙(𝑫𝑳𝑲 )/𝒙(𝑫𝑯𝑲 ) )(𝒙(𝑩𝑯𝑳 )/𝒙(𝑩𝑳𝑲 ) )]/𝒍𝒏(𝜶(𝑳𝑲,𝑯𝑲) ) (𝑵−𝑵𝒎𝒊𝒏)/(𝑵+𝟏)=𝟎.𝟕𝟓[𝟏−((𝑹−𝑹𝒎𝒊𝒏)/(𝑹+𝟏))^(𝟎.𝟓𝟔𝟖𝟖) ] 𝑢=0.75[1−((𝑅−𝑅𝑚𝑖𝑛)/(𝑅+1))^0.5688 ] (𝑁−𝑁𝑚𝑖𝑛)/(𝑁+1)=𝑢 𝑁−𝑁𝑚𝑖𝑛=𝑢(𝑁+1) 𝑁−𝑁𝑚𝑖𝑛=𝑢𝑁+𝑢 𝑁−𝑢𝑁=𝑁𝑚𝑖𝑛 +𝑢 (1−𝑢)𝑁=𝑁𝑚𝑖𝑛+ 𝑢 𝑁=(𝑁𝑚𝑖𝑛+𝑢)/ (1−𝑢) 𝑵𝑹/𝑵𝑺 =[(𝒛𝑯𝑲/𝒛𝑳𝑲 ) (𝒙(𝑩𝑳𝑲 )/𝒙(𝑫𝑯𝑲 𝑁𝑅=(𝑁𝑅/𝑁𝑆 ) 𝑁𝑆 𝑁=𝑁𝑅+𝑁𝑆 𝑁=(𝑁𝑅/𝑁𝑆 ) 𝑁𝑆+𝑁𝑆 𝑁=(𝑁𝑅/𝑁𝑆 +1) 𝑁𝑆 𝑁𝑆=𝑁/(𝑁𝑅/𝑁_𝑆 +1)

N = 0. N ≈ 0. 𝑥𝐷5)/(𝑎5−𝜃)+(𝑎6 𝑧6)/(𝑎6−𝜃)− 𝑅/𝑅𝑚𝑖𝑛 =(𝑅/𝑅𝑚𝑖𝑛 )→𝑅=(𝑅/𝑅𝑚𝑖𝑛 ) 𝑅𝑚𝑖𝑛= 𝑢=0.75[1−((𝑅−𝑅𝑚𝑖𝑛)/(𝑅+1))^0.5688 ]=

o de la etapa de alimentación: Ecuaicón de Kirkbnide

0. (𝒙(𝑩𝑳𝑲 )/𝒙(𝑫𝑯𝑲 ) )^𝟐 (𝑩/𝑫)]^(𝟎.𝟐𝟎𝟔) 𝑅=(𝑁𝑅/𝑁𝑆 ) 𝑁𝑆 𝑁=𝑁𝑅+𝑁𝑆 𝑁𝑅/𝑁𝑆 ) 𝑁𝑆+𝑁𝑆 𝑁𝑅/𝑁𝑆 +1) 𝑁𝑆 =𝑁/(𝑁𝑅/𝑁𝑆 +1)