Ejercicio 01: Una columna de platos a contracorriente y en estado estable se va a usar para separar etanol y agua. La alimentación contiene 30% de etanol y 70% en peso a 40 ºC. El flujo de alimentación es 10000 kg/h. La columna funciona a 1kg/cm2 de presión. El reflujo regresa como líquido saturado. La relación de reflujo L/D es 3.0. Se desea una composición en la corriente de fondo de xB = 0.05 (fracción en peso de etanol) y una composición de destilado de xD = 0.80 (fracción en peso de etanol). El sistema cuenta con condensador total y un vaporizador parcial. Determine: D, B, QC y QR.

Ejercicio 02.100 moles/h de una solución 60 % mol de C6 y 40 % mol de C7 va a ser separada en un producto de tope cuya composición debe ser 97 % mol de C6 y un producto de fondo con 96 % mol de C7 en una torre de destilación operada a 1 atmósfera de presión. La carga es un líquido saturado. Use una relación de reflujo 1,25 veces el mínimo. El reflujo es también líquido saturado. Determine:a. Cuantos moles/h se obtienen por el tope y fondob. Cuantas etapas teóricas se necesitan.

Ejercicio 03: Se desea diseñar una columna de rectificación continua de pisos de campanas para obtener un destilado conteniendo 96% en moles de benceno y 4% de tolueno, partiendo de un alimento que contiene 40% en moles de benceno y está inicialmente a 20 ºC. El alimento se introduce en el piso adecuado con un caudal de 200 kmol/h. La cantidad total de destilado recogido debe ser el 36% (en moles) del alimento introducido. El alimento antes de entrar a la columna debe precalentarse en un intercambiador de calor que consumirá 1000 kg/h de vapor de agua. Se utilizará vapor de agua indirecto como elemento calefactor de la columna. El consumo de vapor de calefacción debe ser de 3500 kg/h. Calcular:a) Pisos reales si la eficacia individual es el 50%.b) Piso real en el que se introducirá el alimento.

Datos:• El líquido de reflujo se devuelve a la columna a su temperatura de ebullición.• Calor latente de condensación del vapor de agua a la presión a la que está sometido = 520 kcal/kg• Calor latente de las mezclas benceno-tolueno: 7220 kcal/kmol. Se supondrá constante e independiente de la composición y la temperatura.• Calor específico medio de la mezcla benceno-tolueno del 40% (molar): 37,1 kcal/kmol·K

Ejercicio 04: Una mezcla de 54,5 % moles de benceno en clorobenceno, en su punto de burbuja, se introduce como alimentación continua al plato inferior de una columna. La columna esta equipada con un ebullidor parcial y un condensador total. En el ebullidor se comunica suficiente calor para que V’/L’ sea igual a 0,855 y la relación de reflujo L/V en la parte superior de lacolumna se mantiene constante e igual a 0,50. En estas condicionesCalcule:1. Relación de reflujo de operación2. Composiciones de los productos destilados y residuo3. Para una eficiencia de Murphree del vapor igual al 40 %, encuentre el número de platos de la columna.

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.000.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

Diagrama de equilibrio sistema Benceno - Tolueno a 1 atm

x, Fracción molar en el liquido de benceno

y, F

racc

ión

mol

ar e

n el

vap

or d

e be

ncen

o

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 175

80

85

90

95

100

105

110

115

Diagrama Temperatura - Composición sistema Benceno - Tolueno a 1 atm

y-x, Fracción molar benceno

Tem

pera

tura

, ºC

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Benceno - Clorobenceno