Guia operaciones unitarias 4

Aux. José Luis Huanca P.
UMSA-FACULTAD DE INGENIERIA OPERACIONES UNITARIAS PET-245
Guía Página 150
CAPITULO 13
“RECTIFICACION”
13.1 INTRODUCCIÓN.- La operación de rectificación consiste en hacer circular en
contracorriente el vapor de una mezcla con el condensado procedente del mismo vapor,
en un aparato denominado columna de rectificación.
Las partes esenciales de una columna de rectificación son: la columna propiamente
dicha, que es donde se verifica el contacto intimo entre el liquido y el vapor; el calderin,
situado en la base de la columna en donde se hace hervir la mezcla a separar; y el
condensador de reflujo situado en la cúspide de la columna, que se encarga de
suministrar el Líquido descendente para su contacto con el vapor
Para lograr el íntimo contacto entre las fases líquidas y vapor al objeto de establecer el
intercambio de materia entre ambas fases, interesa que la superficie y el tiempo de
contacto sean suficientes. En la práctica este contacto se logia con dos dispositivos
diferentes: el de los platos de borboteo que retienen-el líquido a través del cual se ve
obligado a pasar el vapor, y el de los cuerpos de relleno, que llenan el interior de la
columna verificándose-el contacto entre fases sobre la superficie de estos cuerpos de
relleno.

Guía Página 151
PROBLEMAS RESUELTOS
P-13.1 En una columna de rectificación en marcha continua, se destila una mezcla líquida
Cloroformo-Benceno de composición 55% MOLAR EN CHCL3, se desea obtener un
producto destilado de composición 94% molar y un residuo con 8% molar si la
alimentación entra en forma de vapor saturado, determine:
a) Los flujos de destilado y residuo
b) El reflujo mínimo
c) El nro. de bandejas, para una relación de reflujo de 30% superior a la mínima.
d) La posición de la bandeja de alimentación
e) El nro. mínimo de bandejas teóricas. Utilice el método Mcabe-Thiele.
DATOS:
P=760mmHg
CHCL3 A
C6H6 B
55.0Fx
94.0Dx
08.0Rx
molesF 100
SOLUCION:
a) Los Flujos de Destilado y Residuo.
RDF  (1)
RxDxFx RDF  (2)
(1) En (2):
DxRxDxFx RRDF 
08.094.0
10008.010055.0


D
molesD 65.54 en (1) molesR 35.45
COMPUESTO A B C Teb°C Ec. (1)
A 6.9371 1171.2 227 61.74
B 6.90565 1211.033 220.79 80.09
 DXD
 RXR
F
FX
eq
Rq
)1.....(
log
C
APv
B
T 


 )2.....(10 CT
B
A
Pv 

 )3.....(
BA
BT
PvPv
PvP
x


 )4.....(
T
A
P
Pv
y 

Guía Página 152
b) El reflujo mínimo
Luego se realiza la tabla de equilibrio de fracciones x,y y se las grafica como se muestra a
continuación.
Según la ecuación de la recta superior:
bxayx
R
R
R
x
y D





11
Donde:
rectaladependiente
R
R
ordenadalaconcioner
R
xD




1
secint
1
T [ºC] PvA Ec. (2) PvB Ec. (2) XiA Ec. (3) YiA Ec. (4)
61,74 760,00 416,12 1,00 1,00
64,00 817,26 450,07 0,84 0,91
66,00 870,62 481,87 0,72 0,82
68,00 926,68 515,44 0,59 0,73
70,00 985,52 550,83 0,48 0,62
72,00 1047,23 588,12 0,37 0,52
74,00 1111,91 627,38 0,27 0,40
76,00 1179,65 668,67 0,18 0,28
78,00 1250,55 712,07 0,09 0,15
80,10 1328,49 760,00 0,00 0,00

Guía Página 153
Calculo del reflujo mínimo Del grafico:


257.0
1minR
xD


257.0
1
94.0
minR
658.2min R
c) El numero de bandejas, para una relación de reflujo de 30% superior a la mínima.
Para un reflujo 30% mayor al Reflujo mínimo se tiene:
455.3658.2*3.1*3.1 min  RR
Luego con este reflujo “R” se calcula la nueva recta superior de operación. Y se
interceptan las tres rectas:
211.0
1455.3
94.0
1



R
xD
º79.37
1455.3
455.3
1




 
R
R
tg
Según el grafico: Se tiene 16 procesos de los cuales 15 son platos o bandejas y 1 es el
calderin o rehervidor.
d) La posición del plato o bandeja de alimentación lo define la recta de alimentación y
según el grafico es: el 9no. plato o bandeja.
º79.37

Guía Página 154
e) El número mínimo de bandejas teóricas se la calcula de la siguiente manera
Según el grafico: el número de etapas o procesos es 9 y el número de platos o
bandejas es 8 y 1 es el calderin o rehervidor.
En este caso la bandeja de alimentación será: la 5ta. Bandeja.

Guía Página 155
P-13. A 500 mmHg de presión se destila una mezcla liquida con 40% molar de Benceno y
60% molar de Tolueno para producir 96% molar de Benceno y 96% molar de Tolueno
considerando un comportamiento ideal determinar a) El reflujo minimo si la alimentación
se introduce a 70ºC b)El numero de etapas en cada caso, para un reflujo R=1.8Rminimo c)
El número mínimo de bandejas.
DATOS:
P=500mmHg
BENCENO A
TOLUENO B
40.0Fx
96.0Dx
04.0Rx
SOLUCION:
a) El reflujo mínimo si la alimentación se introduce a 70ºC
T [ºC] PvA PvB XiA YiA
67,14 500,00 183,15 1,00 1,00
68,00 514,58 189,14 0,96 0,98
70,00 549,92 203,75 0,86 0,94
72,00 587,17 219,27 0,76 0,90
74,00 626,37 235,73 0,68 0,85
76,00 667,61 253,18 0,60 0,80
78,00 710,96 271,66 0,52 0,74
80,00 756,50 291,22 0,45 0,68
82,00 804,28 311,90 0,38 0,61
84,00 854,40 333,74 0,32 0,55
86,00 906,93 356,79 0,26 0,47
88,00 961,94 381,11 0,20 0,39
90,00 1019,52 406,74 0,15 0,31
92,00 1079,74 433,73 0,10 0,22
94,00 1142,68 462,13 0,06 0,13
96,52 1225,99 500,00 0,00 0,00
COMPUESTO A B C Teb(°C)
A 6.90565 1211.033 220.790 67.09
B 6.95464 1344.800 219.482 896.5
 DXD
 RXR
F
FX
eq
Rq

Guía Página 156
70ºC
86.0x
94.0y
De la ecuación:
174.1
86.040.0
40.094.0







xX
Xy
V
L
F
F
Calculo del Angulo de la recta de alimentación:
º57.49174.1  
V
L
tg
Calculo del reflujo mínimo Del grafico:




218.0
1
96.0
218.0
1 minmin RR
xD
404.3min R

Guía Página 157
b) El numero de etapas en cada caso, para un reflujo R=1.8*Rminimo
Para un reflujo 1.8 mayor al mínimo se tiene:
127.6404.3*8.1*8.1 min  RR
135.0
1127.6
96.0
1



R
xD
º69.40
1127.6
127.6
1




 
R
R
tg
Según el grafico: Se tiene 16 procesos de los cuales 15 son platos o bandejas y 1 es el
calderin o rehervidor.
º69.40

Guía Página 158
c) El número mínimo de bandejas teóricas se la calcula de la siguiente manera
Según el grafico: el número de etapas o procesos es 11 y el número de platos o
bandejas es 10 y 1 es el calderin o rehervidor.
En este caso la bandeja de alimentación será: la 6ta. Bandeja.

Guía Página 159
BIBLIOGRAFIA
 PROBLEMAS DE INGENIERIA QUIMICA
Joaquin Ocon, Gabriel Tojo Barreiro
 MECANICA DE LOS FLUIDOS E HIDRAULICA
Randald V. Giles
 MECANICA DE FLUIDOS APLICADA
Robert L. Mott
 MECANICA DE LOS FLUIDOS E HIDRAULICA (TERCERA EDICIÓN)
McGraw-Hill

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