EJERCICIO DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO – LÍQUIDO LÍQUIDO Ejercicio 7-9.- 1000 Kg de una mezcla ácido acético-agua de composición 20% en peso de ácido acético se extraen en corriente directa (por etapas) a 20 °C con éter isopropílico empleando 1000 Kg de éter por etapa, hasta que la concentración del refinado sea 5% de ácido acético. Calcúlese: a) El número d etapas. b) Cantidad total de éter isopropílico empleado. c) Cantidad total de extracto y composición global. (Datos de equilibrio en el Ej. 7-21) Capa acuosa Ácido acético 0,69 1,41 2,89 6,42 13,20 25,50 36,70 44,30 46,40
Capa etérea
Agua
Éter
Ácido acético
Agua
Éter
98,1 97,1 95,5 91,7 84,4 71,1 58,9 45,1 37,1
1,2 1,5 1,6 1,9 2,3 3,4 4,4 10,6 16,5
0,18 0,37 0,79 1,93 4,82 11,40 21,60 31,10 36,20
0,5 0,7 0,8 1,0 1,9 3,9 6,9 10,8 15,1
99,3 98,9 98,4 97,1 93,3 84,7 71,5 58,1 48,7
Solución a) Número de etapas La alimentacion F: Mezcla: Ácido Acético (C) = 20% Agua (A) = 80% Como coordenadas del punto F se tiene xA=0,8 ; xB=0 ; xC=0,2 Solvente: Eter isopropílico (B) -Determinación de los puntos de mezcla y salida
Balance de masa total : M = F + S = 1000 + 1000 = 2000 Kg Kg
Balance de masa para elácido acético M() = F() + S() F() + S() XM = M
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x =
(1000 1000Kg Kg ∗ 0,20 0,20) + (1000 1000Kg Kg ∗ 0) 2000Kg
= 0,1 → 10%
10% Graficamos en el diagrama triangular. Figura 2.2 Desde el punto P trazamos una paralela y hallamos R 1 y E1, teniendo las siguientes coordenadas. = (xA (xA = 0,89 0,898 8 ; xB = 0,3 0,3 ; xC = 0,1 0,102) 02) = (xA (xA = 0,0 0,05 ; xB = 0,87 0,87 ; xC = 0,0 0,0981 9817)
Número de etapas halladas en el gráfico ; = 6
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Figure 2.1: Diagrama del triángulo rectángulo. Extracción liquido - líquido
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b) Cantidad de éter isopropílico 1000 Kg Al tener 6 etapas se tiene 6000 Kg del mismo
c) Balance de masa total (salida) R + E = M R + E = 2000 ∗ 6 = 12000 Kg R = 12000 − E
Ec. 2.1
Balance de masa para el ácido acético (salida) R ∗ XR + E ∗ XE = M ∗ X M
Ec. 2.2
R ∗ 0.102 + E ∗ 0.09817 = 12000 ∗ 0.1
Reemplazando la ecuación 1 en la ecuación 2, se tiene: ti ene: (12000 − E ) ∗ 0.102 + E ∗ 0.09 .09817 − 12000 000 ∗ 0.1 1224 1224 − 0.10 0.102E 2E + 0.098 0.09817E 17E = 1200 −3.83E − 3E = −24 E = 6266 6266.3 .3 Kg Kg R = 5734 5734 Kg x =
(5734 ∗ 0,05 ,05) + (6266 ∗ 3,83E − 3) 12000
= 0,02 0,026 6
