extracción L-L CONTACTO SENCILLO

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    28-Oct-2015

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<p>Diapositiva 1</p> <p>1,1,2-TRICLOROETANOACETONAAGUA0,525,9693,520,546,5192,950,6813,9785,350,7317,0482,230,7919,0580,16123761,0226,9272,061,0427,6371,331,1129,5469,351,1730,8867,951,635,7362,672,140,9573,7546,0550,26,5251,7841,714,65827,4DATOS DE EQUILIBRIO1,1,2-TRICLOROETANOACETONAAGUA90,938,750,3289,3210,280,478,3220,780,973,7625,141,171,0127,661,3360,8537,062,0959,2138,522,2758,2139,392,455,4841,672,8553,9242,973,1147,5748,214,224053,956,0533,757,48,926,2660,3413,414,65827,41Solo necesitamos los datos de dos de los componentes para la graficacion de la curva binodal y demas datos correspondientes. En este caso tomaremos los datos del soluto (Acetona) y el disolvente (1,1,2-Tricloroetano)Fase del refinado1,1,2-TRICLOROETANOACETONA0,525,960,546,510,6813,970,7317,040,7919,051231,0226,921,0427,631,1129,541,1730,881,635,732,140,93,7546,056,5251,7814,658Fase del Extracto1,1,2-TRICLOROETANOACETONA90,938,7589,3210,2878,3220,7873,7625,1471,0127,6660,8537,0659,2138,5258,2139,3955,4841,6753,9242,9747,5748,214053,9533,757,426,2660,3414,6582</p> <p>Graficamos los puntos de equilibrio, del refinado con el que le corresponde en el extractoFase del refinado1,1,2-TRICLOROETANOACETONA123Fase del Extracto1,1,2-TRICLOROETANOACETONA60,8537,06(1,23)(60,85;37,06)3</p> <p>Hagamos lo mismo para otro punto del sistema(1,23)Fase del refinado1,1,2-TRICLOROETANOACETONA2,140,9(60,85;37,06)(2,1;40,9)Fase del Extracto1,1,2-TRICLOROETANOACETONA4053,95(40;53,95)Terminamos de graficar los puntos de la misma forma4</p> <p>Trazamos la curva binodal que ser la unin de los puntos graficadosTrazamos las rectas de reparto, que corresponderan a la union de los puntos de la fase de refinado con su correspondiente en la fase del extractoAhora trazaremos la lnea conjugada mediante el mtodo de Sherwood.De igual forma las demas.5</p> <p>Procedemos a trazar la curva binodalYA ESTAMOS LISTOS PARA REALIZAR INTERPOLACIONES DE RECTAS DE REPARTO Y DEMAS CALCULOS6Ejemplo 2GRAFICAR LA CURVA DE SOLUBILIDAD, RECTAS DE REPARTO Y CURVA DE INTERPOLACIN PARA EL SIGUIENTE SISTEMA</p> <p>7EXTRACIN LQUIDO-LQUIDOMTODOS DE CLCULO8METODOS DE CLCULOContacto sencillo discontinuoContacto mltiple en corriente directa Continuo o discontinuoContacto mltiple en contracorriente continuoContacto mltiple en contracorriente con reflujocontinuo</p> <p> 9SUPOSICIONES SIEMPRE HAY CONTACTO ENTRE LA ALIMENTACIN Y EL DISOLVENTE.</p> <p>EQUILIBRIO ENTRE EL ESTRACTO Y EL REFINADO</p> <p>LAS FASES FORMADAS SE SEPARAN</p> <p>RECUPERACIN DEL DISOLVENTE</p> <p>disolventealimentacinextractorefinadoextractorefinadoextractorefinadodisolventedisolvente10CONTACTO SENCILLO</p> <p> disolvente parcialmente miscible con uno de los componentes de la alimentacin y totalmente miscible con el otro.BCBA11 etapa 1Refinado,R1Extracto,E1Alimentacin, FDisolvente, BSep. disolventeSep. disolventexFxyProducto Refinado, RProducto extrado, EBB</p> <p>12por regla de la palanca se obtiene:</p> <p>una ves determinados los puntos x1 y y1, se Calculan E1 Y R1, ASI:</p> <p>xy13 para el calculo de la cantidad de extracto y refinado tenemos la relacin:</p> <p> cuando la mezcla entre el disolvente y la alimentacin Sean ternarias, , , se calculan con las ecuaciones anteriores y el resto as: </p> <p>YX14CONTACTO SENCILLO</p> <p>2. disolvente parcialmente miscible con ambos componentes de alimentacin.BCBA15Este caso posee las mismasEcuaciones del caso anterior :</p> <p>16CONTACTO SENCILLOSistemas inmisciblesA y B son totalmente inmiscibles permaneciendo cada uno en una fase.La concentracin se representa en base a la fase inmutable: = peso de C / peso de A = peso de C / peso de B </p> <p>17 etapa 1Refinado,R1Extracto,E1Alimentacin, FDisolvente, BSep. disolventeProducto Refinado, RProducto extrado, EB</p> <p>(A + C)</p> <p>(B+C1)( A + C2 ) BALANCE DE C:</p> <p>O BIEN:</p> <p>18 : concentracin de extracto en el equilibrio. : concentracin de refinado en el equilibrio.</p> <p>Para una distribucin ideal:</p> <p>En caso de no ser puro el disolvente: teniendo en cuenta que: </p> <p> 019 EJEMPLO 7-5 100kg de una mezcla, acido actico-cloroformo de composicin 30% en peso de acido actico, se tratan en contacto sencillo con agua a 18c. calclese: a) cantidades de agua mnima y mxima a emplear. b) concentracin mxima del acido actico en el producto extrado. c) la cantidad de agua a emplear para que la concentracin del producto extrado sea mxima.</p> <p>20 DATOS DEL EQUILIBRIO</p> <p>FASE PESADA(%PESO)FASE LIJERA(%PESO)CHCL3H20CH3COOHCHCL3H20CH3COOH99.010.9900.8499.16091.851.386.771.2173.6925.1080.002.2817.127.3048.5844.1270.134.1225.7515.1134.7150.1867.155.2027.6518.3331.1150.5659.997.9332.0825.2025.3949.4155.819.5334.6128.8523.2847.8721</p> <p>b)La concentracin mxima que puede alcanzar el cido actico en el producto extrado.es: b- 95,5% de cido actico.C- La cantidad de agua a emplear para que la concentracin del producto extrado sea mxima.</p> <p>227.6) si la mezcla indicada en el ejemplo 7-5 se trata con 120 Kg de agua, calclese: a) las composiciones del extracto y del refinado.b) los pesos del extracto y del refinado.c) las composiciones de los productos extrado y refinado.d) los pesos de los productos extrado y refinado.e) el porcentaje de cido actico extrado.</p> <p>23las composiciones del extracto y del refinado.</p> <p>Los pesos de E y R</p> <p>24c)Las composiciones de los productos extrado y refinado.</p> <p>d)Peso de producto E y R</p> <p>e) Acido actico extrado. </p> <p>25Diagrama Concentracin-Contenido</p> <p>26Las cantidades de extracto y de refinado</p> <p>Las composiciones del extracto y del refinado son :</p> <p>27Los datos de equilibrio entre fases liquidas para el sistema cloroformo-agua-cido actico, a 18C, correspondiente a extremos de rectas de reparto, son las siguientes:FRACCION PESADA, PESO %FRACCION LIGERA, PESO %CHCl3H2OCH3COOHCHCl3H2OCH3COOH99,010,9900,8499,16091,851,386,771,2173,6925,1802,2817,727,348,5844,1270,134,1225,7515,1134,7150,1867,155,227,6518,3331,1150,5659,997,9332,0825,225,3949,4155,819,5334,6128,8523,2847,8728Ejemplo 7.7) 200 kg de una mezcla de acetona y acetato de etilo que contiene una cantidad de agua (28% de acetona, 70% de acetato de etilo y 2% de agua) se somete a un proceso de extraccin simple (una sola etapa) empleando como agente extractor agua con un 5% de acetato de etilo. Haciendo uso del diagrama concentracin-contenido en disolvente, calclese: La cantidad necesaria de agente extractor para que la concentracin del producto refinado sea 10% en peso de acetona.La composicin del producto extradoLas cantidades de productos extrado y refinado.Las cantidades de extracto y refinado.Las composiciones del extracto y refinado</p> <p>29Recordando que son los diagrama concentracin-contenido en disolvente</p> <p>B = Acetato de etilo A = Acetona C= agua 30Calculando N y XYRefinadoExtractoNXNX0.04012.500.040.057.70.280.050.16.150.430.060.144.610.540.070.183.550.580.080.223.060.60.080.242.610.630.10.292.120.620.110.312.030.640.160.391.420.64</p> <p>31GRAFICAMOS </p> <p>Localizamos la alimentacin: </p> <p>Localizamos el punto representativo del agente extractor: Xs= 0 Ns= 95/5 = 19 Xm=0.244 Ns=2.77Para calcular la cantidad necesaria de agente extractor, (ec 7.19): </p> <p>Para calcular la cantidad de agente extractor: </p> <p>B. La composicin del producto extrado Y=0,426 (kg de acetato/kg de acetato +acetona)Y=0,426Calculamos el punto M-(grafica)=0.020432c) las cantidades de productos extrado y refinado se calculan con la ec 7,13 y 7,14.</p> <p>d) Las cantidades de extracto y refinado vendrn dadas por la expresiones</p> <p>La s composiciones del extracto y del refinado son: </p> <p>33b) Disolvente parcialmente miscible con ambos componentes de alimentacinb) las ecuaciones que pueden deducirse son anlogas a las indicadas para el caso anterior.</p> <p>34c) Sistemas inmiscibles35c) Sistemas inmiscibles</p> <p>balance de materia referido al componente C, tenemos:</p> <p>x1 concentraciones del extracto y1 concentracin de refinado obtenidas al alcanzarse el equilibrio entre fases.</p> <p>cuando el agente extractor es disolvente puro B</p> <p>36Cuando el agente extractor no es disolvente puro sino que su concentracin es ys</p> <p>37Ejemplo 7.8 De una disolucin acuosa de acetona de composicin 20% en peso de acetona se ha de separar la acetona por extraccin, empleando como agente extractor benceno puro a 15C. Calclese:a) Las composiciones del extracto y del refinado si la cantidad de benceno empleada es de 2 Kg por kilogramo de mezcla a tratar.b) La cantidad necesaria de benceno por 100 kg de mezcla si la concentracin de acetona en el refinado no ha de ser superior al 3% en peso. Los datos de equilibrio para este sistema a 15C, correspondientes a extremos de rectas de reparto, son los siguientes:</p> <p>38Fase acuosaFase Bencnicabencenoacetonaaguabencenoacetonaagua0.1594.995.24.70.10.110889.989.910.80.20.32079.773.426.10.50.73069.355.2431.81.44058.639.156.54.43.25046.827.663.98.5Datos de equilibrio: 39 A partir de los datos de equilibrio calculamos los valores de x (Kg acetona/Kg agua) e y (Kg acetona/Kg benceno), obteniendo los siguientes resultadosXY0.05260.04940.11120.12130.25090.35560.43290.77890.68261.44501.06842.3152La composicin de la mezcla a tratar es: xF= 20/80= 0.25Como el agente extractor es benceno puro: ys=0La relacin A/B ser: A/B=0.80/2=0.440Construido el diagrama x vs y, trazamos por el punto (0.25,0) la recta de pendiente -0.40.25</p> <p>Curva de equilibrio0.0700.070b) La cantidad necesaria de benceno por 100 kg de mezcla si la concentracin de acetona en el refinado no ha de ser superior al 3% en peso.41b) La concentracin del extracto y1 en el equilibrio con x1=3/97=0.031 se determina a partir de la curva de equilibrio o por interpolacin de los datos x vs y, resultado:y1= 0.033</p> <p>La cantidad total de benceno para tratar 100 Kg de mezcla en la que estn contenidos 80 Kg de agua ser:B= 6.63*80= 530,4 Kg de bencenos42</p>