REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL

“FRANCISCO DE MIRANDA” COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINOUnidad Curricular: Operaciones Unitarias II

EJERCICIOS SISTEMAS MULTICOMPONENTES

1.- Una alimentación líquida a su punto de burbuja se va a destilar en una torre de platos para generar el destilado y el residuo como sigue:

Elemento A Elemento B Elemento CAlimentación 0.047 0.072 0.881

Destilado 0.1260 0.1913 0.6827Fondo 0 0.001 0.999

Los valores de la volatilidad relativa (α) promedio por usar son A = 4.19, B = 1.58, C = 1.00. Determine:a) Para una tasa de alimentación de 100 molk, calcule D y B, el número de etapas a reflujo total y la distribución (concentración) de A en el residuo.b) Calcule Rmin, y el número de etapas a 1.25 Rmin.

2.- Una alimentación de 30% mol de metano (A), 20% de etano (B), 15% de n-propano (C) y 35% de n-butano (D) se destila a 101.32 kPa para recuperar el 85% del etano por el destilado y el 90% del n-propano por el fondo. La alimentación es una mezcla, de modo que q = 0,7. Calcule lo siguiente:a) La composición y las cantidades del destilado y el residuo para una alimentación de 100 mol/h.b) Las temperaturas de la parte superior y del residuo y el número de etapas a reflujo total. c) Calcule también la distribución de los otros componentes.d) La relación de reflujo mínimo, el número de etapas y la ubicación del plato de alimentación.e) El diámetro y altura de la torre.

3.- Realice el ejercicio anterior asumiendo en este caso que se desea recuperar el 95% del metano por el tope de la torre y el 90% del propano por el fondo de la columna.

4.- En una planta desbutanizadora se le pide diseñar la columna que recibe el gas natural licuado proveniente de la plataforma gasífera Cardón IV, de tal forma que el 98% del Propano (C3) alimentado se recupere en el producto de tope y el 99 % del pentano se recobre como producto de fondo. Se sabe además que en el gasoducto, el gas natural llega 10% vaporizado. Es necesario que indique lo siguiente:a) Para analizar los costos por adquisición y mantenimiento indique además el refrigerante que se debe utilizar para la operación.b) La recirculación mínima por el tope de la columna.c) El diámetro de la columna y su altura.d) La secuencia de las demás columnas de destilación a utilizar.

Componente C1 C2 C3 C4 C5 C6

Fracción alimentada 0.26 0.09 0.25 0.17 0.11 0.12

5.- Ha de utilizarse una secuencia de dos columnas de destilación para obtener los productos que se indican en la figura. Establézcase el tipo de condensador y una presión de operación para cada una de las columnas en los casos siguientes:a) Secuencia directa (primera separación C2/ C3)b) Secuencia indirecta (primera separación C3 /nC4)

La alimentación se suministra como líquido saturado

6.- Calcule para el ejercicio anteriora) Reflujo mínimo de operaciónb) Plato de alimentación.c) Diámetro y altura de la torre

7.- Una mezcla de hidrocarburos entra como alimentación de una columna de destilación como líquido en el punto de burbuja a 300 psia, con la siguiente composición en fracciones molares: C2 = 0.08, C3 = 0.15, nC4 = 0.20, nC5 = 0.27, nC6 = 0.20 y nC7 = 0,10.a) Para una separación nítida entre nC4 y nC5, determine la presión de la columna y el tipo de condensador si la temperatura a la salida del mismo es de 120°F.b) Para reflujo total, determíne la separación para ocho etapas teóricas totales, especificando una fracción molar de 0,01 para nC4 en el producto de colas.c) Determine el reflujo mínimo para el apartado (b).d) Determine el número de etapas teóricas para L/D = 15 veces el valor mínimo, utilizando la correlación de Gilliland.