1- Se destilan 1000 kg/h de una mezcla que contiene partes iguales en masa de metanol y agua. La velocidad de flujo obtenida para los residuos es de 673 kg/h, mientras que el destilado contiene 96% en masa de metanol.a) Dibuje y marque el diagrama.b) Calcule las fracciones másica y molar del metanol y las velocidades de flujo molar de metanol y agua en el residuo.
Respuestas
Para el proceso de destilado de Metanol Las fracciones másicas y molar son:
Fracción másica Metanol: x = 0.276 kg CH₃OH/ kg
Fracción Molar Metanol: Fm = 0.177 mol CH₃OH / mol
A su ves las velocidades en el residuo son:
Velocidad del Metanol : Vm = 5.8 *10³ mol CH₃OH / h
Velocidad del agua : Vm = 2.4 *10⁴ mol H₂O / h
Explicación paso a paso:
0.96*1000 = 0.960 kg CH₃OH/kg ⇒ 0.040 kg H₂O /kg
Análisis de grado de libertad, para verificar el numero de incógnitas vs el numero de ecuaciones
Ndf = Nu - Ni
Ndf = 2 - 2
Ndf = 0
Tiene solución el sistema
La mezcla tiene partes igual y se destilan 1000kg/h, La velocidad de flujo del destilado es 673 kg/h
Mezcla = destilado ligero + destilado pesado
1000kg / h = m + 673 kg/h
m = 327 kg/h (destilado ligero)
Calculamos la fracción másica del metanol
0.5 kg CH₃OH/kg (1000 kg/h) = 0.960 kg CH₃OH/kg (327 kg/h) + x (673 kg/h)
500 kg CH₃OH/h = 313.92kg CH₃OH/h + x (673kg/h)
x = 0.276 kg CH₃OH/ kg
Velocidad molar del metanol
673 kg/h (0.276 kgCH₃OH/ kg)(1000g / 1kg) (mol CH₃OH / 18.02 g CH₃OH)
Vm = 5.8 *10³ mol CH₃OH / h
Velocidad molar del agua
Calculamos la fracción másica
xH₂0 = 1 - xCH₃OH/kg
xH₂O = 1 - 0.276 = 0.724 kg H₂O / kg
673 kg/h (0.724 kg H₂O / kg)(1000g / 1kg) (mol CH₃OH / 32.04 g CH₃OH)
Vm = 2.4 *10⁴ mol H₂O / h
Calculamos la fraccion molar del Metanol ya que tenemos las velocidad
Vm CH₃OH / Vm CH₃OH +Vm H₂O
Fm = 5.8 *10³ mol CH₃OH / h / 5.8 *10³ mol CH₃OH / h + 2.4 *10⁴ mol H₂O/ h
Fm = 0.177 mol CH₃OH / mol
