Transcript
12. 300kg de una disolución acuosa de acetona de composición 20% en peso de acetona se somete a un proceso de extracción por etapas en corriente directa, empleando como agente extractor una mezcla acetona-tricloroetano a 25ºC de composición 1% en peso de acetona calcúlese: a) La cantidad necesaria de agente extractor para reducir al 2% la concentración de acetona en el refinado, si el proceso se realiza en cuatro etapas y se emplea la misma cantidad en cada etapa b) La composición global del extracto c) La cantidad de agente extractor y la composición global del extracto si el proceso se realiza en una etapa y la concentración de acetona en el refinado es el 2% d) El número de etapas empleando la misma cantidad de agente extractor en cada etapa, siendo la cantidad de agente extractor en cada etapa, siendo la cantidad total empleada de 1000kg. NOTA: Puede considerarse que el agua y el tricloroetano son prácticamente inmiscibles hasta concentraciones del 27% en peso acetona en agua siendo coeficiente de distribución constante e igual a 1,65 C 2 H 3 Cl 3 Agua Acetona C 2 H 3 Cl 3 Agua Acetona 0.52 0.54 0.68 0.73 0.79 1.00 1.02 1.04 1.11 1.17 1.60 2.10 3.75 6.52 14.6 93.52 92.95 85.35 82.23 80.16 73.00 72.06 71.33 69.35 67.95 62.67 57.00 50.20 41.70 27.4 5.96 6.51 13.97 17.04 19.05 23.00 26.92 27.63 29.54 30.88 35.73 40.90 46.05 51.78 58.0 90.93 89.32 78.32 73.76 71.01 60.85 59.21 58.21 55.48 53.92 47.57 40.00 33.70 26.26 14.6 0.32 0.40 0.90 1.10 1.33 2.09 2.27 2.40 2.85 3.11 4.26 6.05 8.90 13.4 27.4 8.75 10.28 20.78 25.14 27.66 37.06 38.52 39.39 41.67 42.97 48.21 53.95 57.40 60.34 58.0 SOLUCIÓN a) Suponiendo = 154 = = = = + × + = (300)+(0,20)+(154)(0,01)300+154 = 0,136 = + = 454 = ( − ) − =(454)(0,136−0,113)(0,164−0,113) = 204,75 = − = 454−204,75 = 249,25 = + = 403,25 = + + = (249,25)(0,113)+(154)(0,01)(249,25)+(154) = 0,074 = ( − ) + =403,25(0,074−0,061)(0,088−0,061) = 194,16 = − = 403,25−194,16 = 209,1 = + + =(209,1)(0,61)+(154)(0,01)(209,1)+(154) = 0,39 = + = 363,1 = ( − ) + =(363,1)(0,039−0,033)(0,041−0,033) = 272,325 = − = 363,1−272,325 = 90,78 = + = 244,78 = + + =(90,78)(0,033)+(154)(0,01)90,78+154 = 0,021 = ( − ) + =(244.78)(0,021−0,019)(0,022−0,019) = 163.19 Respuesta: La cantidad necesaria de agente extractor que se requiere es 4×154 = 616 b) La composición global del extracto es: = × + × + × + × + + + =(204.75)(0.164)+(194.16)(0.088)+(272.325)(0.041)+(163.19)(0.022)204.75+194.16+272.325+163.19 = 0.08 c) Suponiendo = 2530 = × + × + =(300)(0.20)+(2530)(0.01)300+2530 = 0.03 Respuesta: La cantidad del agente extractor utilizando una sola etapa es: 2530 Kg y la composición global del extracto es = = 0.031 d) Número de etapas I. Primer tanteo: Si se supone que el proceso se realiza en una sola etapa, entonces: = × + × + =(300)(0.20)+(1000)(0.01)(300+1000) = 0.054 Trazando la recta de reparto por el punto , se obtuvo: = 0.03 = 0.057 Como la composición del refinado es superior a 0.02 no se logrará la extracción deseada en una sola etapa.
