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Problema 6
La separación de una mezcla de tolueno, benceno y xileno; se lleva a cabo en 2 columnas de destilación.
La primera columna se alimenta con 100kmol/h de una mezcla de 40% benceno y el resto de tolueno y xileno. En la parte superior de la columna se obtiene 40 kmol destilado con una composición 95% de benceno y el resto de tolueno y xileno, los cuales están en una relación de 10 a 1. Los fondos de la primera destilación se alimentan a la segunda columna, de esta columna sale un destilado que contiene 5% de benceno y el resto de tolueno y xileno los cuales está en la relación de 10 a 1. Por el fondo de la segunda columna se obtiene xileno con 100% de pureza. Calcular las composiciones de las corrientes.
Solución:
Diagrama de flujo
Relación 1:
Relación 2:
I II
1. Análisis del grado de libertad
I II PROCESO GLOBALNVI 9 9 15 12NEB -3 -3 -6 -3NCE -2 -3 -5 -5NFE -2 0 -2 -2NR -1 -1 -2 -2GL 1 2 0 0
El proceso está bien especificado, por lo tanto tiene solución única.
2. Haciendo balance en el global
Balance total:
Balance de componentes
Benceno:
Tolueno:
3. Usando las relaciones
Relación 1:
Además:
Reemplazando en (3);
Relación 2:
Entonces,
Reemplazando en (4);
En la corriente 4 tenemos:
Reemplazando el flujo de la corriente 4 en la ecuación (1)
En la corriente 5;
4. Balance en la columna II
Balance total
Balance componentes
Benceno:
Donde
Tolueno:
Donde;
Xileno:
Donde;
5. Balance en la columna I
Balance componentes
Tolueno:
Además;