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Balance de materia: El balance de materiales respecto a la columna establece que la alimentación (F) es igual al destilado (D) más el fondo (B). ▪ Balance de materia: (Ec 1) 𝐹 = 𝐷 + 𝐵 ▪ Balance del componente A: (Ec 2) 𝐹𝑥𝐹 = 𝐷𝑥𝐷 + 𝐵𝑥𝐵 Figura 1: Diagrama de Balance de materia. Sección de enriquecimiento: Es la sección de la torre que esta por encima de la alimentación, el vapor deja el plato superior lo hace un componente y1, pasa por el condensador, donde el líquido que se condensa esta en su punto de ebullición. La corriente del reflujo y el destilado tienen la misma composición por lo que y1= XD ya que se a puesto en derrame equimolal. L1=L2=LN Y V1=V2=VV= VN+1.
Balance en la sección de enriquecimiento: Efectuando un balance de materia tenemos la ecuación 2 que se define como la sección de enriquecimiento: 𝑉𝑛+ 1 = 𝐿𝑛 + D (Ec 3) El balance de materia en el componente A 𝑉𝑛+ 1 𝑦𝑛+ 1 = 𝐿𝑛 + 𝐷𝑥𝐷 Sustituyendo yn+1 y sustituyendo la ecuación 3 tenemos. 𝑦𝑛+ 1 = R R + 1 ∗ 𝑥𝑛 + 𝐷𝑥𝐷 R + 1 Donde R es el reflujo que es constante. Sección de empobrecimiento: Es la sección de la torre que está por debajo de la entrada de la alimentación. 𝑉𝑚+ 1 = 𝐿𝑚 − B Haciendo el balance respecto al componente A se obtiene: 𝑉𝑚+ 1 𝑦m+ 1 = 𝐿𝑚𝑥m-B𝑥B Despejando yn+1 se obtiene la línea de operación de la sección de empobrecimiento como se muestra a continuación. 𝑦m+ 1 = 𝐿m Vm+ 1 ∗ 𝑥m + 𝐵𝑥𝐵 Vm+ 1 Teniendo en cuenta que se tiene un derrame equimolal Lm=LN constante y Vn+1=VN también es constante. Se utilizó en las ecuaciones m en vez de n para representar un plato general de la sección de agotamiento
Flujo del destilado 𝐷 = 60. 6134
Flujo del ejercicio 𝐿𝑜 𝐷
Flujo de reingreso por la planta de enriquecimiento. 𝐿𝑜 = 1. 8 ∗ 62. 58
Ejemplo: Se desea recuperar acetona de una solución acetona agua, empleando una torre de destilación fraccionada c alimentación 12000lb/h de una solución de acetona agua que contiene 65% en masa de acetona a 1 atm de presión. S recuperar 99.5% de la acetona en el destilado a una concentración de 99% en peso. La alimentación se va a tener a 2 se va a recalentar mediante un intercambio de calor con el producto residual, que a su vez se va a enfriar a 71.7°C Los v destilados se van a condensar y enfriar a 37.8°C con una relación de reflujo Lo/D=1.8. Se va a utilizar vapor vivo e hervidor que entra a 150°C como vapor saturado y sale como líquido suturado. La torre va a estar aislada térmicamen reducir la perdida de calor a valores despreciables. Calcule: Flujo de destilado, composición y flujo del reflujo
