Una Mezcla Que Contiene 46

Una mezcla que contiene 46% en peso de acetona (CH3COCH3), 27 % de ácido acético (CH3COOH),  27% de an!"d#ido acético $(CH3CO)2O se destila a &'  atm *a alimentaci+n ent#a en la columna de destilaci+n destilaci +n a ' 34- ., con un /u0o de 1 5!# 5!# l destilado (p#oducto de caeza) es esencialmente acetona pu#a, mient#as que los p#oductos de 8ondo contienen % de acetona en la alimentaci+n l 9apo po## e/uente de la caeza de la columna ent#a a un condensado# a 32: .  sale como l"quido a 33 .; la mitad del condensado se elimina como p#oducto de caeza, mient#as que el #e #est sto o #e #eto to#n #na a co como mo #e #e/u /u0o 0o a la co colu lumn mna a l l" l"qu quid ido o qu que e aando don na el 8ondo de la column mna a pa pas sa a un #e! e!e e#9id ido o# calentando a 9apo#, en el que se 9apo#iza pa#cialmente l 9apo# se #e#esa a la columna a una tempe#atu#a de 3:- ., mient#as el l"quido l"qu ido #es #esidua idual, l, tam tamié ién n a 3:- ., con consti stitu tue e el p#o p#oduct ducto o de 8ond 8o ndo os n la < <u u#a a co cont ntin inu uac aci+ i+n n pu pue ede ap ap##ec ecia ia##se un dia#ama de /u0o del p#oceso as" como datos te#modinámicos pa#a los mate#iales de p#oceso a Calc Calcul ula# a# lo los s /u /u0o 0os s  co comp mpos osic icio ione nes s de la las s co co## ##ie ient ntes es de p#oducto  Calcula Calcula## las necesida necesidades des de en8#iami en8#iamient ento o del condensa condensado# do# =c (>5) c Utili Utiliza za## un alance alance de ene# ene#"a "a lo loal al a 5!#) d ?i el ca calo lo## de dell #e #e! !e# e#9i 9ido do## se p# p#op opo o#ci cion ona a me medi dian ante te la condensaci+n de 9apo# satu#ado a   a # es (man (m anom omét ét#i #ico cos) s),, @C @Cuá uáll es el #i #itm tmo o de al alime imenta ntaci+ ci+n n de dell 9apo#A

Datos termodinámicos Acetona: Cp l (kJ/kg *K) = 2.3 Cp  (kJ/kg *K) = !."#$ % 3.&#*&!'3  '!.$!*&!' 2  Δ Hv ( 329 K )  = #2!. kJ/kg

+cido ac,tico: Cp l (kJ/kg *K) = 2.&Cp  (kJ/kg *K) = !.-- % &.- *&!'3  '!."&&*&!' 2  Δ Hv ( 391 K )  = "!.# kJ/kg

Andrido Ac,tico:  Cp l (kJ/kg *K) = 0 (estimado er secci1n $.3 c) Cp  (kJ/kg *K) = !.#& % &.3" *&!'3  '!.!"*&!' 2  Δ Hv ( 391 K )  =0 (estimado' er secci1n $.")

A áse de cálc4lo: & 5ora alance de materia Acetona (!.!&) (!.") (&#!!!) = $ Kg Acido Ac,tico (!.2) (&#!!!) = "!#! Kg

Andrido Ac,tico (!.") (&#!!!) = "!#! Kg

alance de Acetona (!.") (&#!!!) = Destilado % $ Destilado= -3& Kg

alance prod4ctos de 6ondo 7rod4ctos

8asa (kg)

Acetona

$

Cálc4lo porcent4al 69 8169

+cido Ac,tico

"!#!

 

4050 8169

Andrido Ac,tico

"!#!

 

4050 8169

7orcenta9e

∗100

!.-

∗100

"$.- 

∗100

"$.-

8asa total= -&! Kg

) Acetona (; 32$ K) < Acetona (l; 32$ K) < Acetona (l; 3!3K) + 3.15 ¿ 10− (¿ T −0.790 ¿ 10− T  )  kJ   kJ  + 2.3 + ¿  ΔΗ =− 520.6 kg kg ∫ 3

0.459

6

(

)(

(

 kJ  + kg

(

 kJ  + kg

 ΔΗ =− 520.6

 ΔΗ =− 520.6

2

)

303

329

)(

2.3

 kJ  − kg

)(

35.76

 kj kg

)

)(

2.3

 kJ  − kg

)(

35.76

 kj kg

)

kJ  kg

 ΔΗ =−544.3

condensador =  ΔΗ =n Δ condensador =

∗( 6831 )

2

 kg  kJ  −544.3 hr kg

condensador = '."3*&! kJ/

c) >4stancias

n (kg)

Calc4lo de

Acetona (l) 3-& 3!3 K  Acetona (l) $ 3$- K 

 Δ

ΔĤ =Cp ΔT =2.3 (303 −348 )  

¿ 10− (¿ T −0.790 ¿ 10− T  ) 3

+

0.459 3.15

6

(kJ/ kg ) '&!3.# .&$

2

398

 ΔĤ = ∫ ¿ 348

Acido Ac,tico (l) 3$- K  Andrido Ac,tico (l) 3$- K 

"!#!

ΔĤ =Cp ΔT =2.18 (398 −348 )

&!$

"!#!

ΔĤ =C p ¿ ΔT =2.26 (398 −348 )

&&3

∑ n =14550

K 

*Cp mediante la regla de Copp

∑ Ĥ =200.69

kJ/k 

J  ∗1 mol mol ℃ ∗10 g 102.1 g ∗1 kJ  1 kJ  10 J  3

Cp (An. Ac,tico) = ("*&2) % (*&-) % (3*2#)

3

kJ  kg ℃

Cp (An. Ac,tico)= 2.2

! =  ΔĤ =Qr + Qc =entrada ∑ n∗ Ĥ − salida ∑ n∗ Ĥ 

❑

Qr + ( −7.43∗10 kJ )= salida ∑ 14550 Kg ∗200.69 kJ / kg 6

❑

r = &!.3#*&!  kJ/

d) 7= &! ares

 Ĥv= 2013.6

kJ  kg

= n52? * ∆ v

n52?= 2013.6

( )

kJ  h  vapor =5140.04 Kg h  vapor  Kg h

¿

10.35 10

(

6

)