2. INDICE GENERAL
2. INDICE GENERAL .............................................................................................................................. 1 3. GLOSARIO ........................................................................................................................................ 2 4. INTRODUCCION ............................................................................................................................... 4 5. RESUMEN ........................................................................................................................................ 5 6. MARCO TEORICO ............................................................................................................................. 6 6.1 DESTILACIÓN ............................................................................................................................. 6 6.2 PROCESO DE SEPARACIÓN SEPARACIÓ N VAPOR-LÍQUIDO VAPOR -LÍQUIDO .................................. ................. ................................... ................................... ........................ ....... 7 6.3 DETILACIÓN CON REFLUJO ........................................................................................................ 8 6.3 EL MÉTODO DE MCCABE-THIELE PARA EL CÁLCULO DEL NÚMERO DE D E ETAPAS TEÓRICAS .......... .......... 9 6.3.1 Introducción y Supuestos: ...................................................................................................... 9 6.3.3Sección de Empobrecimiento: .......................................................................................... 11 6.4 EFICIENCIA DE DESTILACIÓN PARA PLATOS ............................................................................ 12 6.4.1 Tipos de eficiencia de platos ................................................................................................ 12 6.4.1.1 Eficiencia total de platos Eo: ......................................................................................... 12 6.4.1.2 Eficiencia de platos de Murphree: ................................................................................ 12 6.4.1.3Eficiencia puntual: Se define como: ............................................................................... 13 7. OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 14 8. RESULTADOS ................................................................................................................................. 15 9. DISCUSION DE RESULTADOS RESULTAD OS ................................... .................. ................................... ................................... ................................... .................................. ................ 26 10. CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 28 11. RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 29 12. MUESTRA DE CÁLCULO ............................................................................................................... 30 13. DIAGRAMA DE MUESTRA DE CÁLCULO ................................... ................. ................................... .................................. .................................. ................. 39 14. DIAGRAMA DE PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL REALIZADO ................ ......................... ................... ................... ................ ....... 46 15. TABLA DE DATOS CALCULADOS .................................................................................................. 48 16. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................................... 58 17. ANEXOS ....................................................................................................................................... 60
3. GLOSARIO rea de agotamiento
Es la zona inferior en que se divide una columna de platos si la alimentación se introduce en un plato correspondiente. En ella se elimina o agota el componente más volátil del líquido descendente.
rea de rectificación
También llamada zona de enriquecimiento. En ella se produce un enriquecimiento en el componente más volátil, eliminando parte del componente más pesado del vapor ascendente.
Calderín
Calentador eléctrico, vaporiza parcialmente el líquido en el fondo de la columna de destilación.
Calor
Se define como la transferencia de energía entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas.
Columna de separación
También llamada columna de destilación, están compuestas de varias partes, cada una de las cuales es
usada
para
transferir
calor
o
mejorar
la
transferencia de masa.
Destilación Fraccionada
Proceso de destilación de mezclas muy complejas y con componentes de similar volatilidad. Consiste en que una parte del destilado vuelve del condensador y gotea por una columna a una serie de placas, y que al
mismo
tiempo
el
vapor
que
se
dirige
al
condensador hace burbujear al líquido de esas placas.
Destilación Simple
La destilación simple es una operación unitaria muy utilizada para llevar a cabo separaciones parciales de mezclas con componentes volátiles.
Eficiencia de Murphree
Es la razón de la separación actual alcanzada a la que debería alcanzarse en una etapa teórica de equilibrio.
Etapa de Equilibrio
Se utiliza para el diseño de una columna de destilación hipotética para realizar una separación, la cual se desea para la columna real.
Mezcla Azeotrópica
Mezcla líquida de dos o más sustancias que se comporta como una sustancia única, en el sentido de que el vapor producido por la evaporación parcial del líquido tiene la misma composición que el líquido. La mezcla en ebullición constante muestra un punto máximo o mínimo de ebullición, comparado con el de otras mezclas de las mismas sustancias.
Mezcla Heterogénea
La mezcla homogénea es aquella en la que la composición de mezcla es uniforme.
Mezcla Homogénea
La mezcla heterogénea es aquella en la que la composición de mezcla no es uniforme.
Temperatura de burbuja
Se
refiere
a
la
temperatura
a
la
cual
en
a
la
cual
en
un sistema se inicia la ebullición.
Temperatura de rocío
Se
refiere
a
la
temperatura
un sistema se inicia la condensación.
Volatilidad Relativa
Es la comparación de la medida de presiones del vapor de los componentes en una mezcla líquida.
Esta cantidad es ampliamente utilizada en el diseño industrial de procesos de destilación.
4. INTRODUCCION El presente informe de realización referente a la práctica del Laboratorio de
Operaciones Unitarias 2, titulada: “Torre de destilación”; La práctica tiene como objetivo determinar la eficiencia global de la torre en función del vapor, las eficiencias de Murphree de cada plato en función de diferentes flujos de vapor en la torre para un sistema etanol-agua y determinar el comportamiento de la variación de temperaturas en función del flujo de vapor. El equipo utilizado cuenta con siete platos más el calderín, y opera con un condensador de reflujo total. Las variaciones de flujo de vapor se controlan experimentalmente mediante el cambio en las resistencias del calderín, operando con intervalos de mil watts, desde siete mil hasta cuatro mil. Para así obtener distintos muestras del destilado en cada plato de la torre. Dicho reporte, discute de manera analítica los resultados debidos a la muestra de cálculo, justificándolo con el estado físico del sistema utilizado (Ver Interpretación de Resultados) para así concluir de manera específica y concisa la veracidad y cumplimiento de los objetivos de la presente práctica. Por último, es de importante mención los errores que se presentan en la práctica y su incidencia en los resultados.
5. RESUMEN La práctica de destilación que se llevó a cabo en el laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad de San Carlos de Guatemala tiene como objetivo determinar la eficiencia global en función del flujo de vapor, la eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor para cada plato de la torre de destilación y por último determinar el comportamiento de la variación de temperaturas en función del flujo de vapor para un sistema etanol-agua. Para lograr los objetivos de esta práctica se utilizó una torre de destilación con ocho platos tipo burbuja y un reboiler con ocho resistencias de inmersión de 1 KW cada una. Cada plato de la torre tiene una válvula que permite tomar muestras y un termómetro que mide la temperatura de cada plato. En la parte superior se tienen la recuperación del destilado final.
Para la experimentación se agregó etanol al 95% al sistema, luego se procedió a encender 7 resistencias para el calentamiento del etanol en el calderín dando inicio al proceso de destilación. Luego se dejó que se estabilizara el sistema y se procedió a recolectar los condensados de cada plato para medir su densidad y su temperatura. Este procedimiento se repitió con 6, 5 y 4 resistencias encendidas.
Los resultados se presentaron en gráficas que ilustran la relación entre la eficiencia global de la torre en función del flujo de vapor, eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor y el comportamiento de la variación de temperatura en función del flujo de vapor. Se determinó que mientras mayor sea el flujo de vapor dentro de la torre, hay mayor transferencia de calor y masa, mejorando la eficiencia global de la torre.
6. MARCO TEORICO
6.1 DESTILACIÓN La operación unitaria de destilación es un método que se usa para separar los componentes de una solución líquida, el cual depende de la distribución de estos componentes entre una fase de vapor y una fase líquida. Ambos componentes están presentes en las dos fases. La fase de vapor se origina de la fase líquida por vaporización en el punto de equilibrio.
El requisito básico para separar los componentes por destilación consiste en que la composición del vapor sea diferente de la composición del líquido con el cual está en equilibrio en el punto de ebullición de este último. La destilación se basa en soluciones en las que todos los componentes son bastante volátiles.
6.1.1 Tipos de columnas de destilación Una columna de destilación es un equipo de transferencia de masa discontinuo, el cual consiste de una torre dividida en múltiples secciones a las cuales se les denomina “platos”, que en su interior están constituidos por dispositivos diversos que actúan como distribuidores de líquido y gas para que exista un íntimo contacto entre las fases, y es en estos dispositivos a través de los cuales ocurre la transferencia de masa. Las columnas de destilación existen de diversos tipos sin embargo existen ciertas clasificaciones comunes, por ejemplo:
a. Columnas de destilación flash (plato único) b. Columnas de rectificación c. Columnas de agotamiento d. Columnas de rectificación y agotamiento e. Columnas de fraccionamiento
6.2 PROCESO DE SEPARACIÓN VAPOR-LÍQUIDO La mezcla líquida que se va a procesar se conoce como alimentación y se introduce generalmente en un punto situado en la parte media de la columna en un plato que se conoce como plato de alimentación. El plato de alimentación divide a la columna en una sección superior (de enriquecimiento o rectificación) y una inferior (despojamiento). La alimentación circula hacia la parte inferior de la columna donde es dirigida al rehervidor o reboiler. Se suministra calor al reboiler para generar vapor. El vapor generado en el reboiler se introduce nuevamente en la columna en la parte inferior. El líquido que se extrae del reboiler se llama producto de fondo o simplemente, fondo.
El vapor se mueve hacia la parte superior de la columna, y al salir por la parte superior, es enfriado por un condensador. El líquido condensado es retenido en un recipiente denominado tambor de reflujo. Parte de este líquido es reciclado a la parte superior de la columna y se llama reflujo. El líquido condensado que se saca del sistema se llama destilado o producto de tope. De esta manera, hay flujos internos de vapor y líquido dentro de la columna, además de flujos externos de corrientes de alimentación y productos, entrando y saliendo de la columna.
6.3 DETILACIÓN CON REFLUJO La rectificación fraccionada o destilación por etapas con reflujo se puede considerar como un proceso en el que se lleva a cabo una serie de etapas de vaporización instantánea, de manera que los productos gaseosos y líquidos de cada etapa fluyen a contracorriente. El líquido de una etapa se conduce o fluye a la etapa inferior y el vapor de una etapa fluye hacia arriba a la etapa superior. Por consiguiente, en cada etapa entra una corriente de vapor V y una corriente líquida L, que se mezclan y alcanzan su equilibrio, y de dicha etapa sale una corriente de vapor y una corriente de líquido en equilibrio.
La alimentación entra a la columna en la zona media de la misma. Si la alimentación es líquida fluirá hacia abajo, a un casquete de burbujeo o etapa. El vapor entra al plato y burbujea a través del líquido a medida que éste fluye hacia abajo. El vapor y el líquido que salen del plato están en equilibrio. El vapor continua hacia arriba pasando a la siguiente etapa o plato, donde nuevamente se pone en contacto con el líquido que fluye hacia abajo. En este caso, la concentración del componente más volátil va aumentando en el vapor de una etapa a la superior siguiente y disminuye el líquido de una etapa a la inferior siguiente el vapor final que sale por la parte de arriba se envía a un condensador y se extrae una porción del producto liquido (destilado). El líquido remanente en el condensador regresa (reflujo) al plato superior. El líquido que sale por el plato inferior entra a un hervidor, donde se vaporiza parcialmente, y el líquido remanente se extrae como producto líquido. El vapor del hervidor regresa a la etapa o plato inferior. En el plato de burbujeo, el vapor penetra a través de una abertura y burbujea en el líquido para producir un contacto íntimo entre el líquido y el vapor en el plato, en el plato teórico, el vapor y el líquido que salen del mismo están en equilibrio. El hervidor se puede considerar como una etapa o plato teórico.
6.3 EL MÉTODO DE MCCABE-THIELE PARA EL CÁLCULO DEL NÚMERO DE ETAPAS TEÓRICAS 6.3.1 Introducción y Supuestos: El supuesto principal del método de McCabe-Thiele consiste en que debe haber un derrame equimolar a través de la torre, entre la entrada de alimentación y el plato superior y la entrada de alimentación y el plato inferior. El balance total de material proporciona la expresión:
Ecuación No. 1 [Referencia No. 3 Pág. 721]
Un balance de componentes con respecto a A da:
Ecuación No. 2 [Referencia No.3 Pág. 722]
Donde:
mol/h de vapor del plato n+1 L: son mol/h de líquido del plato n y es la fracción mol de A en
y así sucesivamente.
6.3.2 Sección de Enriquecimiento: Por encima de la entrada de alimentación recibe el nombre de sección de enriquecimiento, debido a que la alimentación de entrada de mezcla binaria de componentes A y B se enriquece en esta sección, por lo que el destilado es más rico en
A que en la alimentación. La torre opera en estado estacionario. Un
balance general de materia con respecto a la totalidad de la columna establece que:
Ecuación No. 3 [Referencia No. 2 Pág. 723]
Donde F: la alimentación de entrada en mol/h D: destilado en mol/h W: los residuos en mol/h.
La línea de operación de la sección de enriquecimiento es:
Ecuación No. 4 [Referencia No. 2 Pág. 723]
6.3.3Sección de Empobrecimiento: Un balance general de materia en esta sección por debajo de la alimentación queda:
Ecuación No. 5 [Referencia No. 1 Pág. 724]
La línea de operación de la sección de empobrecimiento es
Ecuación No. 6 [Referencia No. 2 Pág. 724]
6.4 EFICIENCIA DE DESTILACIÓN PARA PLATOS En las torres de destilación se supone que el vapor que se desprende de un plato está en equilibrio con el líquido que sale del mismo. Sin embargo, si el tiempo de contacto y el grado de mezclado en el plato son insuficientes, las corrientes no están en equilibrio. Como resultado, la eficiencia del plato o etapa no es del 100%.
6.4.1 Tipos de eficiencia de platos 6.4.1.1 Eficiencia total de platos Eo: Se refiere a la totalidad de la torre. Se define como la relación entre el número de platos teóricos o ideales necesarios en una torre y el número de platos reales usados:
Ecuación No. 7 [Referencia No. 3 Pág. 738]
6.4.1.2 Eficiencia de platos de Murphree: Se define como sigue:
Ecuación No. 8 [Referencia No. 3 Pág. 738]
Donde:
: Concentración real promedio del vapor mezclado que sale del plato n
: Concentración real promedio del vapor mezclado que entra al plato n
: Concentración del vapor que estaría en equilibrio con el líquido de concentración que sale del plato hacia abajo. 6.4.1.3Eficiencia puntual: Se define como:
Ecuación No. 8
[Referencia No. 3 Pág. 738]
Donde:
: Concentración del vapor en un punto específico del plato n.
: Concentración del vapor que entra al plato n en el mismo punto.
: Concentración del vapor que estaría en equilibrio con el líquido de concentración en el mismo punto.
7. OBJETIVOS
a. Determinar la eficiencia global de la torre en función del flujo de vapor.
b. Determinar la eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor para cada plato de la torre de destilación.
c. Determinar el comportamiento de la variación de temperaturas en función del flujo de vapor.
8. RESULTADOS a. Determinación de la eficiencia global de la torre en función del flujo de vapor. Gráfica No.1 Eficiencia Global de la Torre en Función del Flujo de Vapor
%E vr Vv 160 140 120 ) % ( l 100 a b o l G 80 a i c n e i 60 c i f E
40 20 0 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.8), Tabla No.5 y 6
Modelo Matemático
3
2
y = -2E+20x + 2E+16x - 9E+11x + 1E+07
R2
1
Incerteza
Incerteza
Máxima de
Máxima de
Intervalo de
Flujo de
la Eficiencia
Validez (m/s)
Vapor (m/s)
(%)
4.23E-05
No aplica
4.03E-05 - 4.23E-05
b. Determinación de eficiencia de Murphree en función del flujo de Vapor para cada plato de la torre de destilación. Gráfica No.2 Eficiencia de Murphree en Función del Flujo de Vapor, Destilado y Calderin
%EM vr Vv (Destilado y Calderin) 1200.0000 ) 1000.0000 %
( e e r h 800.0000 p r u M 600.0000 e d a i c n 400.0000 e i c i f E
Destilado calderin
200.0000 0.0000 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.13), Tabla No. 5 y 8
Color
Modelo Matemático
3
2
%EM = -2E+21x + 2E+17x - 9E+12x + 1E+08 3
Incertez a Incerteza Máxima Máxima R de Flujo de la 2 de Eficienci Vapor a (%) (m/s) 4.23E-05
815.24
4.03E-05 - 4.23E05
1 4.23E-05
79.86
4.03E-05 - 4.23E05
1
2
%EM= -2E+20x + 3E+16x - 1E+12x + 1E+07
Intervalo de Validez (m/s)
Gráfica No. 3 Eficiencia de Murphree en Función del Flujo de Vapor, Plato 2 y 3
%EM vr Vv (Plato 2 y 3) 5000.0000 4000.0000 ) % 3000.0000 ( e e r h p 2000.0000 r u M e d 1000.0000 a i c n e i c i 0.0000 f E
Plato 2 Plato 3
-1000.0000 -2000.0000 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.13), Tabla No.5 y 8
Color
Incerteza Incerteza Máxima de Máxima de Flujo de la Vapor Eficiencia (m/s) (%)
Intervalo de Validez (m/s)
Modelo Matemático
R2
%EM = 1E+21x3 - 1E+17x2 + 6E+12x - 8E+07
1
4.23E-05
815.24
4.03E-05 - 4.23E-05
%EM = 1E+15x2 - 1E+11x + 2E+06
0.9981
4.23E-05
79.86
4.03E-05 - 4.23E-05
Gráfica No. 4 Eficiencia de Murphree en Función del Flujo de Vapor, Plato 4 y 5
%EM vr Vv (Plato 4 y 5) 900.0000 800.0000 700.0000
) % ( e 600.0000 e r h p r u 500.0000 M e d 400.0000 a i c n e i 300.0000 c i f E
Plato 4 Plato 5
200.0000 100.0000 0.0000 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No. 13), Tabla No.5 y 8
Color
Modelo Matemático
Incertez Incerteza a Máxima R Máxima de la 2 de Flujo Eficienci de Vapor a (%) (m/s)
Intervalo de Validez (m/s)
%EM = -8E+20x3 + 1E+17x2 - 4E+12x + 5E+07
1
4.23E-05
343.45
4.03E-05 - 4.23E05
%EM= 5E+19x3 - 6E+15x2 + 2E+11x 3E+06
1
4.23E-05
74.41
4.03E-05 - 4.23E05
Gráfica No. 5 Eficiencia de Murphree en Función del Flujo de Vapor, Plato 6 y 7
%EM vr Vv (Plato 6 y 7) 1500.0000 1000.0000 500.0000 ) % 0.0000 ( e e r -500.0000 h p r u -1000.0000 M e d -1500.0000 a i c n -2000.0000 e i c i -2500.0000 f E
Plato 6 Plato 7
-3000.0000 -3500.0000 -4000.0000 4.00E 4.00E-0 -05 5 4.05E 4.05E-0 -05 5 4.10E 4.10E-0 -05 5 4.15E 4.15E-0 -05 5 4.20E 4.20E-0 -05 5 4.25E 4.25E-0 -05 5 Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No. 13), Tabla No.5 y 8
Color
Modelo Matemático
Incertez Incerteza a Máxima Máxima R2 de la de Flujo Eficienci de Vapor a (%) (m/s)
Intervalo de Validez (m/s)
%EM = 5E+21x3 - 6E+17x2 + 3E+13x 4E+08
1
4.23E-05
1069.67
4.03E-05 - 4.23E05
%EM = 1E+20x3 - 1E+16x2 + 6E+11x 8E+06
1
4.23E-05
133.73
4.03E-05 - 4.23E05
Gráfica No. 6 Eficiencia de Murphree en Función del Flujo de Vapor, Plato 8
%EM vr Vv (Plato 8) 140.0000 120.0000 ) 100.0000 % ( e e r h p r 80.0000 u M e d 60.0000 a i c n e i c i f E 40.0000
20.0000 0.0000 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No. 13), Tabla No.5 y 8
Modelo Matemático
R2
%EM= 5E+13x2 - 5E+09x + 93971 0.9826
Incerteza Incerteza Máxima de Intervalo de Validez Máxima de la Flujo de Vapor (m/s) Eficiencia (%) (m/s) 4.23E-05
119.64
4.03E-05 - 4.23E-05
c. Determinación del comportamiento de la variación de temperaturas en función del flujo de vapor.
Gráfica No. 7 Variación de Temperatura en Función del Flujo de Vapor, Destilado y Plato 2
T vr Vv (Destilado y Plato 2) 74.5 74 73.5 73
) C ° ( 72.5 a r u t 72 a r e p m71.5 e T
Destilado Plato 2
71
70.5 70 69.5 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.14), Tabla No.5 y 9
Color
Modelo Matemático
R2
T = -1E+12x2 + 1E+08x - 1919.9 0.9102 T = 7E-07x + 74
N/A
Incerteza Máxima de Flujo de Vapor (m/s)
Incerteza Máxima de la Temperatura (°C)
Intervalo de Validez (m/s)
4.23E-05
71
4.03E-05 - 4.23E-05
4.23E-05
74
4.03E-05 - 4.23E-05
Gráfica No. 8 Variación de Temperatura en Función del Flujo de Vapor, Plato 3 y 4
T vr Vv (Plato 3 y 4) 76.5
76
75.5
) C ° ( a r u t a r e p m e T
75
Plato 3 Plato 4
74.5
74
73.5 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.14), Tabla No.5 y 9
Color
Incertez a Incerteza Máxima Máxima de de Flujo la de Temperatur Vapor a (°C) (m/s)
Intervalo de Validez (m/s)
Modelo Matemático
R2
T = -3E+11x2 + 3E+07x - 499.15
0.998 5
4.23E05
75
4.03E-05 - 4.23E05
T = -2E+18x3 + 2E+14x2 - 1E+10x + 141147
1
4.23E05
76
4.03E-05 - 4.23E05
Gráfica No. 9 Variación de Temperatura en Función del Flujo de Vapor, Plato 5 y 6
T vr Vv (Plato 5 y 6) 73.5
73
72.5
) C ° ( a r u t a r e p m e T
72
Plato 5 Plato 6
71.5
71
70.5 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.14), Tabla No.5 y 9
Incerteza Incerteza Máxima Color Modelo Matemático R2 Máxima de Flujo de la Temperatura de Vapor (m/s) (°C)
Intervalo de Validez (m/s)
T = 7E-07x + 73
N/A
4.23E-05
73
4.03E-05 - 4.23E-05
T = 71
N/A
4.23E-05
71
4.03E-05 - 4.23E-05
Gráfica No. 10 Variación de Temperatura en Función del Flujo de Vapor, Plato 7 y 8
T vr Vv (Plato 7 y 8) 76
75
74 ) C ° ( 73 a r u t a r e p m72 e T
Series1 Series2
71
70
69 4.00E-05
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.14), Tabla No.5 y 9
Color
Incerteza Máxima de Flujo de Vapor (m/s)
Incerteza Máxima de la Temperatura (°C)
Intervalo de Validez (m/s)
T = 3E+11x2 - 3E+07x + 644.15 0.9985
4.23E-05
71
4.03E-05 - 4.23E-05
T = -1E+12x2 + 8E+07x - 1628.9 0.8545
4.23E-05
75
4.03E-05 - 4.23E-05
Modelo Matemático
2
R
d. Determinación de la incidencia de los errores en la practica
Gráfica No. 11 Incerteza de porcentual en función de la potencial eléctrica.
INCERTEZA %P/P 0.000900% 0.000800% 0.000700%
Plato 2
l a 0.000600% u t n e c r 0.000500% o p a z 0.000400% e t r e c 0.000300% n I
Destilado Plato 3 Plato 4 Plato5 Plato 6 Plato 7
0.000200%
Plato 8
0.000100%
Calderin 0.000000% 4
4.5
5
5.5
6
Potencia eléctrica (kW
6.5
7
9. DISCUSION DE RESULTADOS
En base a los datos experimentales obtenidos durante la práctica de laboratorio y la posterior determinación de los cálculos matemáticos que se muestran en la sección de Metodología de Cálculo, se procedió a evaluar el comportamiento de forma grafica de la torre de destilación. La grafica No.1, Eficiencia global respecto al flujo de vapor, tiene una tendencia cubica, debido que al aumentar el flujo de vapor de agua aumenta el flujo de destilado, por lo tanto existe mayor cantidad de reflujo ingresando a la torre, por lo que el producto está circulando más tiempo en la torre, disminuyendo la eficiencia global. Para analizar la eficiencia de Murphree en función de la velocidad del vapor, se realizaron cinco graficas, grafica No.2 a la No.6, en las cuales se representan los distintos platos, el calderín y el destilado; las cuales tiene un comportamiento descendente, debido a que al aumentar el flujo de vapor aumenta el reflujo, y al aumentar este aumenta la inundación en la torre, en consecuencia la cantidad de solvente presente en cada plato es menor a la cantidad de solvente que debería tener en equilibrio porque el reflujo arrastra el solvente en la inundación, desequilibrando el sistema.
De igual manera para analizar la variación de temperatura en función de la velocidad del vapor, se realizaron cinco graficas, grafica No.7 a la No.11, en las cuales se representan los distintos platos y el calderín; el comportamiento para el destilado, el plato 5 y el 6 es constante, y el resto de platos tiene un comportamiento cubico, para todas las tendencias tienen una correlación de 1; esta comportamiento de temperatura es variante en los distintas mediciones con respecto al flujo, lo que indica que la temperatura no depende del flujo de vapor, ya que es regulado por la presión de vapor de las sustancias involucradas y su punto de burbuja y punto de rocío.
Se realizo un análisis de error el cual se ejecuto de forma grafica, para la cual los errores no afectan en la reproducibilidad del experimento y no tienen un mayor efecto sobre los resultados, determinando que las desviaciones de los datos obtenidos experimentalmente se encuentran dentro del rango de confianza propuesto del 20% del absoluto.
10. CONCLUSIONES 1. La mayor eficiencia se da cuando se trabaja con una potencia de 4000 Watts, cuando el flujo de vapor aumenta la eficiencia disminuye, se da una eficiencia del 100% con un flujo de vapor de 4.03E-05 m/s.
2. La Eficiencia de Murphree disminuye con respecto al aumento del flujo de vapor, se da una mayor efiencia en los platos 3, 4 y 8.
3. En el plato 2, 5 y 6 no se dio una variación de temperatura conforme se iba cambiando la potencia, se dio una mayor variación de temperatura en los platos 4 y 8. 4. La eficiencia de Murphree nos indica el comportamiento real del plato en la torre, encontrando un punto de equilibrio de transferencia de masa óptimo.
5. Se determinó que el resultado más preciso para la temperatura de la desviación estándar es la potencia eléctrica de 5 KW para varios tipos de platos. 6. Se determinó que el resultado más preciso para la balanza de la desviación estándar es la potencia eléctrica de 7 KW para varios tipos de platos. 7. Para los platos 2,3,5 y calderin se observan que al aumentar la potencia aumenta la incerteza porcentual. 8. Para los platos destilado y 6 se observan que al aumentar la potencia Disminuye la incerteza porcentual.
11. RECOMENDACIONES
El tiempo de estabilización de la torre de enfriamiento se debe procurar que sea igual entre corridas.
La toma de datos de peso y volumen deben de realizarse a la misma temperatura.
La medición de temperatura para las distintas muestras debe de ser con el mismo termómetro.
La medición de volumen debe de ser realizado con un picnómetro para mayor en exactitud.
Ser precisos en la obtención de las muestras de destilado de la torre, evitando así derrames de la mezcla o sustraer muestra de más, para evitar que la torre se agote.
12. MUESTRA DE CÁLCULO 1.1.
Determinación de la eficiencia global de la torre en función del flujo de vapor.
1.1.1.
Calculo de la densidad
Se calcula la densidad de la mezcla con un picnómetro tarado en una balanza por medio de la siguiente ecuación:
[Ecuación No. 1]
Ejemplo: se muestra el cálculo de la densidad para el destilado para la corrida con 4Kw.
1.1.2.
Calculo del porcentaje en peso
1.1.2.1.
Curva de calibración
Con los datos de densidad y porcentaje en peso a 20°C de la tabla No. 3-111 de la 6ta edición del manual del Ingeniero Químico, Perry. Se obtiene la siguiente curva de calibración.
Gráfica0 Curva de calibración %P/P vr Densidad a 20°C
Curva de Calibración 100 90 80 70 60 50
p / p %
40 30
%p/p = -5327.3ρ3 + 13412ρ2 - 11640ρ + 3552.5 R² = 0.9997
20 10 0 -10 0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
Densidad g/cm3
Fuente: Manual del Ingeniero Químico, Perry
1.1.2.2.
Calculo de porcentaje en peso
En base a la regresión de la curva de calibración se determino el porcentaje en volumen del etanol por medio de la ecuación:
[Ecuación No. 2]
Ejemplo: se muestra el cálculo del porcentaje en peso para el destilado para la corrida con 4Kw para la densidad de 0.8096g/ml.
1.1.3.
Calculo del numero de moles de etanol
Se determina el número de moles de etanol por medio de la siguiente ecuación:
[Ecuación No. 3]
Ejemplo: se muestra el cálculo del numero de moles de etanol para el destilado para la corrida con 4Kw para el porcentaje de peso de 93.76%.
1.1.4.
Calculo del numero de moles de agua
Se determina el número de moles de agua por medio de la siguiente ecuación:
( ) [Ecuación No. 4]
Ejemplo: se muestra el cálculo del numero de moles de agua para el destilado para la corrida con 4Kw para el porcentaje de peso de 93.76%.
1.1.5.
Calculo de la fracción molar de etanol
Se determina la fracción molar de etanol en el calderín y destilado por medio de la siguiente ecuación.
[Ecuación No. 5]
Ejemplo: se muestra el cálculo de la fracción molar del etanol para el destilado para la corrida con 4Kw para el porcentaje de peso de 93.76%.
1.1.6.
Calculo del numero teórico de platos
Trazo de la grafica de equilibrio liquido vapor de la mezcla de Etanol y agua con los datos de equilibrio liquido vapor de la Tabla No. 13-1 se grafica la curva de equilibrio como se muestra a continuación.
Equilibrio L-V Etanol-Agua 1 0.9 0.8 0.7 l 0.6 o n a t 0.5 E y 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5 x Etanol
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Con los datos de fracción molar de etanol en el calderín y destilado se determinan el número de platos teóricos como se muestra a continuación para el ejemplo con 4Kw.
Equilibrio L-V Pcte. 1 0.9 0.8 0.7 l 0.6 o n a t 0.5 e y
0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
x etanol
Se obtiene con la grafica que se necesitan 8 platos teóricos
1.1.7.
Calculo de la eficiencia global de la torre.
Con los platos teóricos y los platos reales instalados en la torre de destilación que son 8 se calcula la eficiencia global de la torre por medio de la siguiente ecuación.
[Ecuación No. 6; Ref. No. 2; Página. 738]
Ejemplo: se muestra el cálculo de la eficiencia global fracción molar del etanol para el destilado para la corrida con 4Kw para el porcentaje de peso de 93.10%.
1
1.2.
Determinación de la eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor para cada plato de la torre de destilación.
1.2.1.
Calculo del flujo de agua en la torre
En base a la curva de calibración presentada por el equipo que relaciona el flujo másico de agua en función de las unidades de rotámetro por medio de la siguiente ecuación.
̇ [Ecuación No. 7]
Ejemplo: se muestra el cálculo del flujo másico de agua en la torre para una altura de rotámetro de 1.00.
̇
1.2.2.
Calculo del flujo másico de vapor en la torre
En base al flujo másico de agua y otros parámetros se determina el flujo másico de vapor en la torre por medio de un balance de energía utilizando la siguiente ecuación.
̇ ̇ [Ecuación No. 8]
Ejemplo: se muestra el cálculo del flujo másico de vapor en la torre para un flujo másico de agua de 0.0742 Kg/s.
̇ 1.2.3.
Calculo del flujo de vapor en la torre
En base al flujo másico de vapor y otros parámetros se determina el flujo de vapor en la torre por medio de la siguiente ecuación.
̇ [Ecuación No. 9]
Ejemplo: se muestra el cálculo del flujo de vapor en la torre para un flujo másico de vapor de 0.0007994 Kg/s.
̇ 1.2.4.
Calculo de la eficiencias de Murphree
En base a las fracciones molares de etanol en el plato de interés, en el plato siguiente y en el equilibrio se puede determinar la eficiencia de Murphree con la siguiente ecuación.
*100 [Ecuación No. 102; Ref. No. 2; Página. 738]
Ejemplo: se muestra el cálculo de la eficiencia de Murphree para el plato numero 2.
̇ 1.2.5.
Gráfica la eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor.
Se grafican las la eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor para determinar su relación Ejemplo:
Eficiencia de Murphree vrs. Flujo de Vapor Plato 2 y 3 ) 5000 % ( 4000 e e r 3000 h p r 2000 u M1000 e d 0 a i c n -1000 e i c i -2000 f E
y = 1E+21x3 - 1E+17x2 + 6E+12x - 8E+07 R² = 1
4.00E-05
y = 9E+20x3 - 1E+17x2 + 5E+12x - 6E+07 R² = 1
4.05E-05
4.10E-05
4.15E-05
4.20E-05
4.25E-05
Flujo de Vapor (m/s)
1.3.
Determinación
del
comportamiento
de
la
variación
temperaturas en función del flujo de vapor. Se Calcula la variación de las temperaturas con la siguiente formula
[Ecuación No. 13]
de
Se grafica la variación de la temperatura en función del flujo de vapor.
1.4.
Evaluar la incidencia que tienen los errores empíricos sobre los resultados obtenidos
1.4.1. Errores de exactitud de cada medición realizada Para el cálculo de la incertidumbre de todas las mediciones se derivaban parcialmente las expresiones matemáticas según:
Si se deriva R respecto a sus tres variables, la incertidumbre de R será igual a su derivada total según la regla de la cadena:
)||()| |( )||( [Ecuación No.14, Ref.6 Pág.290]
1.4.2. Cálculo del error por precisión por incertidumbre para diferentes variables
[Ecuación No.15]
Donde:
Error de precisión por incertidumbre (%) Incertidumbre de la variable A Variable A
13. DIAGRAMA DE MUESTRA DE CÁLCULO a. Determinación de la eficiencia global de la torre en función del flujo de vapor.
Calculo de la densidad.
Inicio
(Ecuación No.1)
Calculo
del
porcentaje
en
peso.
Curva de calibración.
En base a la regresión de la curva de calibración se determina el porcentaje en volumen del etanol por medio de la ecuación:
(Ecuación No.2)
B
B
Calculo del número de moles de etano.
(Ecuación No.3)
Calculo del número de moles de agua.
(
)
(Ecuación No4)
Calculo de la fracción molar de etanol.
(Ecuación No.5)
Calculo del número teórico de platos. Se traza la gráfica de equilibrio líquido vapor de la mezcla de Etanol y agua con los datos de equilibrio liquido vapor.
C
C
Calculo de la eficiencia global de la torre.
(Ecuación No.6)
FIN
b. Determinación de la eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor para cada plato de la torre de destilación.
Calculo del flujo de agua en la
Inicio
torre.
̇
(Ecuación No.7)
Calculo del flujo másico de vapor en la torre.
̇ ̇
(Ecuación No.8)
Calculo del flujo de vapor en la torre.
̇
(Ecuación No.9)
B
B
Calculo de las eficiencias de Murphree.
Ecuación No.10
Gráfica la eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor. Graficar las la eficiencia de Murphree en función del flujo de vapor para determinar su relación de la siguiente manera.
FIN
c. Determinación del comportamiento de la variación de temperaturas en función del flujo de vapor.
Calculo de la variación de las
Inicio
temperaturas.
(Ecuación No.11)
Calculo de la gráfica. Se
grafica
la
variación
de
la
temperatura en función del flujo de vapor.
FIN
Tabla No.4 Descripción de las variables No. Ecuación
1
2
3y4
5
6
7
8
9
Variable
Densidad de la mezcla (g/ml). = Masa de la mezcla. (g) = Volumen de la mezcla. (g) = Porcentaje de peso (%) Número de moles de etano o agua. = Porcentaje de peso (%) Masa de la muestra. (g) = Peso molecular del etano o agua. (g/mol) Fracción del etano. Número de moles de etano Número de moles de agua. = Eficiencia global de la torre. T = Número de platos teóricos. Número de platos practicos. ̇ = Flujo de agua en la torre (Kg/s). = Altura de rotámetro (1.26) ̇ = Flujo masico de vapor en la torre. (Kg/s). ̇ = Flujo de agua en la torre (Kg/s). Capacidad calorífica. (kj/kg*°C) Temperatura de salida del intercambiador de calor. (°C) Temperatura de entrada del intercambiador de calor. (°C) (Kj/kg). a
̇ = Flujo masico de vapor en la torre. (Kg/s). = Flujo de vapor en la torre. (m/s). Area (m2). Densidad.
14. DIAGRAMA DE PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL REALIZADO INICIO
Introducir en el calderín una solución de etanol al 95%
Cerrar todas las válvulas, excepto la válvula de reflujo
Verificar que todos los termómetros estén colocados
Ecender el equipo, con una potencia de resistencia electrica de 7KW
Esperar la estabilización del equipo y la formación de vapores
Tomar medida de los termometros en las 8 etapas y del condensador.
T
Tomar una muestra de las 8 etapas de la torre de destilación
Medir las densidades de las muestras tomadas
p
Cerrar en ¾ la valvula de reflujo y abrir a la mitad la valvula de salida, tomar una muestra de condensado y medir la densidad
p
Bajar la potencia un 1Kw
5 Tratamientos
Apagar el sistema y cerrar todas las válvulas
FIN
SIMBOLOGÍA DEL DIAGRAMA
Inicio o final de la operación Proceso Datos originales Toma de datos Decisión
15. TABLA DE DATOS CALCULADOS Tabla No.1 Porcentaje en Peso y Densidad Potencia (W) 7000
6000
5000
4000
Densidad (g/mL)
%p/petanol
Densidad (g/mL)
%p/petanol
Densidad (g/mL)
%p/petanol
Densidad (g/mL)
%p/petanol
0.8070
0.9377
0.8732
0.6793
0.8658
0.7086
0.9238
0.4542
0.8360
0.8243
0.9272
0.4374
0.9325
0.4099
0.8518
0.7633
0.8390
0.8128
0.8205
0.8843
0.9098
0.5216
0.7970
0.9784
0.8430
0.7974
0.8418
0.8019
0.8445
0.7916
0.8238
0.8713
0.8290
0.8513
0.9412
0.3633
0.9612
0.2462
0.8280
0.8552
0.8360
0.8243
0.9072
0.5339
0.9152
0.4965
0.8265
0.8610
0.8470
0.7820
0.8380
0.8166
0.8965
0.5816
0.8470
0.7820
0.8540
0.7549
0.8558
0.7478
0.8618
0.7244
0.8678
0.7006
0.8860
0.6265
0.9478
0.3259
0.9105 0.5185 0.8478 0.7788 Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.3)
Tabla No.2 Número de Moles de Agua, Número de Moles de Etanol y Fracción Molar de Etanol Potencia (W) 7000
6000
5000
4000
netanol nagua xetanol netanol nagua xetanol netanol nagua xetanol netanol nagua xetanol 0.1314 0.0278 0.8252 0.1545 0.2324 0.3993 0.1598 0.2094 0.4328 0.1093 0.4185
0.2071
0.1197 0.0812 0.5956 0.1056 0.4329 0.1961 0.0995 0.4567 0.1790 0.1693 0.1673
0.5030
0.1184 0.0869 0.5767 0.1890 0.0788 0.7058 0.1236 0.3613 0.2549 0.1354 0.0095
0.9342
0.1167 0.0945 0.5526 0.1758 0.1384 0.5595 0.1741 0.1460 0.5439 0.1870 0.0880
0.6800
0.1225 0.0682 0.6425 0.0891 0.4973 0.1519 0.0616 0.6013 0.0930 0.1229 0.0663
0.6495
0.1197 0.0812 0.5956 0.1261 0.3509 0.2644 0.1183 0.3824 0.2363 0.1853 0.0954
0.6603
0.1150 0.1022 0.5296 0.1188 0.0850 0.5829 0.1358 0.3113 0.3037 0.1150 0.1022
0.5296
0.1119 0.1158 0.4915 0.1667 0.1791 0.4820 0.1626 0.1972 0.4520 0.1584 0.2156
0.4235
0.0964 0.1831 0.3449 0.0804 0.5303 0.1317 0.1229 0.3639 0.2525 0.1720 0.1557 0.5249 Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.5, 6 y 7)
Gráfica No.11 Platos Teóricos Mediante el Método de McCabe Thiele para 7000 W de Potencia
Equilibrio L-V Pcte. 1 0.9 0.8 0.7 0.6
l o n a t 0.5 e y
0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
x etanol
Gráfica No.12 Platos Teóricos Mediante el Método de McCabe Thiele para 6000 W de Potencia
Equilibrio L-V Pcte. 1 0.9 0.8 0.7 l 0.6 o n a t 0.5 e y 0.4
0.3 0.2 0.1 0 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
1
x etanol
Gráfica No.13 Platos Teóricos Mediante el Método de McCabe Thiele para 5000 W de Potencia
Equilibrio L-V Pcte. 1 0.9 0.8 0.7 l 0.6 o n a t 0.5 e y 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
x etanol
Gráfica No.14 Platos Teóricos Mediante el Método de McCabe Thiele para 5000 W de Potencia
Equilibrio L-V Pcte. 1 0.9 0.8 0.7 l 0.6 o n a t 0.5 e y 0.4
0.3 0.2 0.1 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
x etanol
Tabla No.3 Platos Teóricos
Potencia (W) Platos Teóricos
7000
6000
4
5000
4000
3 2 8 Fuente: Gráfica No. 10-13
Tabla No.4 Flujo de Agua, Flujo Másico de Vapor Potencia (kW)
Flujo de Agua m Kg/s
Flujo másico del vapor mv Kg/s
7
0.0755
8.13E-04
6
0.0748
8.06E-04
5
0.0780
8.40E-04
4
0.0742 7.99E-04 Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No. 9 y 10)
Tabla No.5 Velocidad del Vapor
Flujo de vapor en la torre Vv m/s
Potencia (kW) 7
4.09787E-05
6
4.06377E-05
5
4.23429E-05
4
4.02966E-05 Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No. 11)
Tabla No.6 Eficiencia Global de la Torre
Potencia (kW)
%E
7
50
6
37.5
5
25
4
100 Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No. 8)
Tabla No.7 Fracción en Equilibrio de Etanol
Platos
Fracción en equilibrio de etanol
Fracción molar de etanol
Fracción en equilibrio de etanol
7000 Destildo
0.7746
Fracción en equilibrio de etanol Potencia (W)
Fracción molar de etanol
6000 0.8252
0.5984
Fracción molar de etanol
Fracción en equilibrio de etanol
5000 0.3993
0.6142
Fracción molar de etanol
4000 0.4328
0.5393
0.2071
2
0.6842
0.5956
0.5356
0.1961
0.5283
0.1790
0.6476
0.5030
3
0.6776
0.5767
0.7181
0.7058
0.5511
0.2549
0.8566
0.9342
4
0.6686
0.5526
0.6713
0.5595
0.6651
0.5439
0.7100
0.6800
5
0.6988
0.6425
0.5111
0.1519
0.4289
0.0930
0.7009
0.6495
6
0.6842
0.5956
0.5532
0.2644
0.5470
0.2363
0.7041
0.6603
7
0.6592
0.5296
0.6798
0.5829
0.5628
0.3037
0.6592
0.5296
8
0.6423
0.4915
0.6378
0.4820
0.6234
0.4520
0.6097
0.4235
calderin
0.5759
0.3449
0.4915
0.1317 0.5506 0.2525 0.6573 Fuente: Manual del Ingeniero Químico Perry, Tabla 13-1
0.5249
Tabla No.8 Eficiencia de Murphree
%EM Platos Destilado Potencia (W)
2
3
4
5
6
7
8
calderin
42.7034
22.6810
49.3014
59.8876
7000
128.2535
17.5511
19.2874
343.4544 45.4182
6000
50.5035
299.5472
92.2437
78.4837
45.6079 1069.6674
51.0201
69.2094
26.7986
5000
58.3261
27.7746
4000.0597
78.8019
74.4128
133.7382
53.7658
45.8706
815.2377 150.4521
143.8863
4000
27.7229
50.4592 26.5364 74.9121 45.0042 119.6415 79.8617 Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No. 12)
Tabla No.9 Variación de Temperatura Temperatura °C) Platos
7000 W
6000 W
5000 W
4000 W
Destilado
71
71
70
70
2
74
74
74
74
3
75
75
74
75
4
75
75
75.5
76
5
73
73
73
73
6
71
71
71
71
7
70
70
71
70
8
75
75
74.5 74 Fuente: Muestra de Cálculo (Ecuación No.13)
Tabla 10
Incerteza de los Instrumentos o Aparatos Utilizados Instrumento o Aparato
Incerteza
Balanza 0.05 g Termómetros ± 0.05 C Fuente: Unidad de Destilación, Laboratorio de Operaciones Unitarias, USAC.
Tabla 11 Desviación estándar de la temperatura. Temperatura °C) Platos
Destilado 2 3 4
7000 W
6000 W
5000 W
4000 W
Incertidumbre de la temperatura
71 74 75 75
71 74 75 75
70 74 74 75.5
70 74 75 76
± 0.05 °C ± 0.05 °C ± 0.05 °C ± 0.05 °C
5 6 7 8 calderin Promedio DESVIACION ESTANDAR
73 71 70 75
73 71 70 75
73 71 71 74.5
73 71 70 74
± 0.05 °C ± 0.05 °C ± 0.05 °C ± 0.05 °C
73.00
73.00
72.88
72.88
± 0.05 °C
2.0702
2.0702 1.9776 Fuente: Microsoft Excel
2.2952
Tabla 12 Desviación estándar de la balanza Potencia (W)
7000
6000
5000
4000
masa (g)
masa (g)
masa (g)
masa (g)
Destilado 2 3 4 5 6 7 8 calderin
8.0700 8.3600 8.3900 8.4300 8.2900 8.3600 8.4700 8.5400 8.8600
13.0975 13.9075 12.3075 12.6275 14.1175 13.6075 8.3800 12.8375 14.2175
12.9875 13.9875 13.6475 12.6675 14.4175 13.7275 13.4475 12.9275 13.6575
13.8575 12.7775 7.9700 12.3575 8.2800 12.3975 8.4700 13.0175 12.7175
Promedio DESVIACION ESTANDAR
8.4189
12.7889
13.4964
11.3161
0.1995
1.6840 0.5232 Fuente: Microsoft Excel
Platos
2.2166
Incertidumbre de la Balanza ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g ± 0.05 g
Tabla 13 Incerteza de porcentual en función de la potencial eléctrica.
ETAPA PLATO 1
PLATO 2
PLATO 3
PLATO 4
PLATO 5
POTEN CIA (KW)
VOLUM EN (Ml)
Masa mezcla (g)
Densida d (g/ml)
Incerteza de la densidad (g/ml)
%P/P
7
10
8.0700
0.8070
0.0005000
0.9377
6
15
13.0975
0.8732
0.0003333
0.6793
5
15
12.9875
0.8658
0.0003333
0.8658
4
15
13.8575
0.9238
0.0003333
0.4542
7
10
8.3600
0.8360
0.0005000
0.8243
6
15
13.9075
0.9272
0.0003333
0.4374
5
15
13.9875
0.9325
0.0003333
0.4099
4
15
12.7775
0.8518
0.0003333
0.8518
7
10
8.3900
0.8390
0.0005000
0.8128
6
15
12.3075
0.8205
0.0003333
0.8843
5
15
13.6475
0.9098
0.0003333
0.5216
4
14
7.9700
0.5693
0.0003571
0.9784
7
10
8.4300
0.8430
0.0005000
0.7974
6
15
14.1175
0.9412
0.0003333
0.8019
5
15
12.6675
0.8445
0.0003333
0.7916
4
15
12.3575
0.8238
0.0003333
0.8713
7
10
8.2900
0.8290
0.0005000
0.8513
6
15
14.1175
0.9412
0.0003333
0.3633
% Incerte Incerteza za de %P/P %P/P 3.1386 0.000335 E-06 % 2.0836 0.000307 E-06 % 2.0846 0.000241 E-06 % 2.0768 0.000457 E-06 % 3.1328 0.000380 E-06 % 2.0764 0.000475 E-06 % 2.0757 0.000506 E-06 % 2.0864 0.000245 E-06 % 3.1322 0.000385 E-06 % 2.0906 0.000236 E-06 % 2.0787 0.000399 E-06 % 2.2758 0.000233 E-06 % 3.1314 0.000393 E-06 % 2.0745 0.000259 E-06 % 2.0874 0.000264 E-06 % 2.0902 0.000240 E-06 % 3.1342 0.000368 E-06 % 2.0745 0.000571 E-06 %
PLATO 6
PLATO 7
PLATO 8
CALDE RIN
5
15
14.4175
0.9612
0.0003333
0.2462
4
10
8.2800
0.8280
0.0005000
0.8552
7
10
8.3600
0.8360
0.0005000
0.8243
6 5
15 15
13.6075 #¡REF!
0.9072 #¡REF!
0.0003333 0.0003333
0.5339 0.4965
4
15
13.7275
0.9152
0.0003333
0.8610
7
10
12.3975
1.2398
0.0005000
0.7820
6
15
8.4700
0.5647
0.0003333
0.8166
5
15
8.3800
0.5587
0.0003333
0.5816
4
10
13.4475
1.3448
0.0005000
0.7820
7
10
8.4700
0.8470
0.0005000
0.7549
6
15
12.8375
0.8558
0.0003333
0.7478
5
15
12.9275
0.8618
0.0003333
0.7244
4
15
13.0175
0.8678
0.0003333
0.7006
7
10
8.8600
0.8860
0.0005000
0.6265
6
15
14.2175
0.9478
0.0003333
0.3259
5
15
13.6575
0.9105
0.0003333
0.5185
4
15
12.7175
0.8478
0.0003333
0.7788
2.0718 E-06 3.1344 E-06 3.1328 E-06 2.079E -06 #¡REF! 2.078E -06 3.0521 E-06 2.1247 E-06 2.1255 E-06 3.0311 E-06 3.1306 E-06 2.0859 E-06 2.0851 E-06 2.0843 E-06 3.1228 E-06 2.0736 E-06 2.0786 E-06 2.087E -06
Fuente: Microsoft Excel
Grafica No 10
Incerteza de porcentual en función de la potencial eléctrica.
0.000841 % 0.000367 % 0.000380 % 0.000389 % #¡REF! 0.000241 % 0.000390 % 0.000260 % 0.000365 % 0.000388 % 0.000415 % 0.000279 % 0.000288 % 0.000297 % 0.000498 % 0.000636 % 0.000401 % 0.000268 %
INCERTEZA %P/P 0.000900% 0.000800% 0.000700%
Plato 2
0.000600%
Destilado
l a u t n e c r o p a z e t r e c n I
Plato 3
0.000500%
Plato 4
0.000400%
Plato5
0.000300%
Plato 6
0.000200%
Plato 7 Plato 8
0.000100%
Calderin 0.000000% 4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
Potencia eléctrica (kW
16. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. CHRISTIE J. GEANKOPLIS. “PROCESOS DE TRANSPORTE Y OPERACIONES UNITARIAS”. 3a Edición; México: Compañía Editorial Continental S.A. de C.V, 1998, pp. 723-739
2. MCCABE SMITH, “OPERACIONES BÁSICAS DE INGENIERÍA QUÍMICA”, Editorial Reverté, España 2002, 71-161
3. PERRY. “MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO”. Editorial Mc GRAW – HILL. Barcelona 1996, Sección 6, Págs. 6-10
4. WALPOLE
Ronald
&
MYERS
Raymond
“PROBABILIDAD
Y
ESTADISTICA PARA INGENIERIA Y CIENCIAS”. Octava Edición. Editorial: Pearson Prentice Hall. Traducción Brito Javier, Flores Victoria. Página 153, 290 – 313.
