4to lab - destilacio_n (1).docx

8/15/2019 4to lab - Destilacio_n (1).docx

http://slidepdf.com/reader/full/4to-lab-destilacion-1docx 1/18

PONTIFICA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚFACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

SECCIÓN INGENIERÍA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE PROCESOS INDUSTRIALES

Práctica N° 4

PROCESO DE DESTILACIÓN FRACCIONADA

GRUPO HORARIO : 0831

!C C J h J ú i



EFE DE PR!CTICA John Jaúregui

Facultad de Ciencias e IngenieríaSección Industrial

Tabla de contenido

INTRODUCCIÓN3

MARCO TÓRICO !

C"#CU#OS $ RSU#TADOS %

AN"#ISIS $ DISCUSIÓN D RSU#TADOS &3

CONC#USIÓN &!

RCOMNDACIÓN &'




I3 INTRODUCCIÓN

*l +roeso de des-ilai.n es una -%nia u-ili!ada desde hae muhos siglos, la

ual ha sido +er/eionada on el +asar de los aos as meoras ue han sido

reali!adas al +roeso onsis-en en u-ili!ar elemen-os o -%nias ue +ermi-an

o5-ener una mayor +ure!a en el +rodu-o /inal (-ualmen-e, es-a -%nia es

u-ili!ada en diersos +roesos omo el de o5-eni.n de aloholes, om5us-i5les,

esenias de /ru-a a +ar-ir de su +ro+io ugo, se+arai.n de l7uidos y -ra-amien-o

de agua (s7 mismo se han +odido o5-ener o-ras sus-anias omo om5us-i5les ylu5rian-es, los uales son u-ili!ados en las mauinarias ue se u-ili!an en

+lan-as y en indus-rias

n eem+lo de .mo es-as meoras +ueden in/luir en el mundo se +uede a+reiar

en el /en.meno ue ourri. on los +reios del +e-r.leo a niel mundial duran-e

los úl-imos meses del 2014 na de las ra!ones de la disminui.n del +reio del

5arril de +e-r.leo se de5e a ue la em+resa logr. reduir el os-o de su +e-r.leo (l +un-o en el ue si *s-ados nidos +odr7a inundar el merado on +e-r.leo ms

5ara-o, lo ual +odr7a +rooar una risis

)omo se +uede er en es-e aso, manear un adeuado +reio de los +rodu-os

+ermi-e manear el +reio del merado, +ero es-o solo ser +osi5le al reali!ar los

+roesos de manera adeuada y +rodu-ia Jus-amen-e, algunos de los

o5e-ios del +resen-e la5ora-orio son de-erminar el os-o de +rodui.n y la




'a-eriales y eui+o:

*l eui+o u-ili!ado

es una olumna de des-ilai.n, la ual ha sido ins-alada a un-anue, en el ual se -endr la ma-eria +rima, ue en es-e aso ser una dilui.n de

alohol on agua (dems, la olumna de des-ilai.n -am5i%n es-ar one-ada a un

heridor, en donde se o5-endr el l7uido de /ondo y un re/luo de a+or de alohol

ue reingresara a la olumna de des-ilai.n ;or o-ra +ar-e, en la +ar-e su+erior, se

-endr un ondensador, el ual +ermi-ir regresar el alohol ea+orado en la

olumna a su es-ado l7uido na +ar-e de es-e ondensado reingresara a la

olumna de des-ilai.n y o-ra, ser el des-ilado o5-enido del -anue de des-ilado

( on-inuai.n, se +resen-a el esuema on los elemen-os menionados

+reiamen-e *n es-e se +uede o5serar las 5om5as ue +ermi-en ue la sus-ania

/luya +or los elemen-os del sis-ema y -am5i%n se +uede o5serar ue hay una

resis-enia <en roo= en la ual se da el onsumo de energ7a




)on res+e-o a la ma-eria +rima, se u-ili!ar una solui.n de agua on alohol omo

ya se meniono +reiamen-e (dems, ser neesaria de agua +ara reali!ar el

en/riamien-o, as7 omo la energ7a +ara alen-ar la solui.n en el heridor

;roedimien-o:

o +rimero se de5er enenderse -odo el eui+o, el ual -iene arias e-a+as:

1 Bay ue asegurarse ue el heridor es-e lleno on la solui.n, asi agua,

+orue de no ser as7 el eui+o no alen-ara nada y -erminar uemndose2 ?e enender la 5om5a ue genera ue la solui.n iniial ingrese a la

olumna de des-ilai.n3 ?e es-a5ili!ar el /luo +roenien-e del -anue on la solui.n iniial4 )uando se -enga el a+or de alohol se enender el ondensador

)uando ya se -enga el eui+o enendido y /unionando, se -omaran mues-ras deldes-ilado +ara anali!ar .mo ha ariado la onen-rai.n, uando se haya

alan!ado un es-ado es-aionario, se o5serara ue la onen-rai.n /inal ya no

ar7a Finalmen-e, uando se haya -omado las mues-ras neesarias, se

+roeder a a+agar el eui+o y se -omarn las mediiones de los elemen-os

reueridos ue no ariaron duran-e la reali!ai.n del +roedimien-o omo +or

eem+lo, el /luo de agua de en/riamien-o, su -em+era-ura iniial y /inal, en-re




III3 C!LCULOS 2 RESULTADOS

Auran-e -oda la eC+erienia en el la5ora-orio se +udo o5-ener dis-in-os da-os en relai.n a los /luos de en-rada y salida, ya sea de la

solui.n de e-anol omo del agua ue se usa omo re/rigeran-e en el ondensador (simismo, /ue neesario medir los /luos +resen-es y las-em+era-uras de los mismos +ara +oder reali!ar los 5alanes de masa y energ7a

( on-inuai.n se mos-rar el lulo +ara hallar ada uno de los /luos del sis-ema de des-ilai.n /raionada:

@a5la 1 Aa-os eC+erimen-ales de la o+erai.n de des-ilai.n

*la5orai.n +ro+ia

BALANCE DE 1ASA:

?e reali!arn los 5alanes en el es-ado es-aionario alan!ado <"er -a5la an-erior y sus res+e-ias o5seraiones= ?e reali!ar el 5alane

de masa de -odo el sis-ema y los 5alanes de masa +or ada om+onen-e

EPERI1ENTO /

R"*%56+ 7 /.. ,%8,i(

6




Ba%a(c" $" ,a9a t+ta%

*n-radas D ?alidas

7 ( ) *A.nde:

:( Fluo msio de en-rada <alimen-ai.n=

:) Fluo msio de des-ilado

:* Fluo msio de /ondos

o ue se uiere alular es 3*

Para ca%c5%ar :(

(: Fluo msio de en-rada de la solui.n de e-anol <11 E en olumen=

as densidades se o5-uieron de la -a5la dada en el la5ora-orio

Ḟ =150 ml

min ×

g

ml

Ḟ =150×0.9854

Ḟ =147.81 g

min

Para ca%c5%ar :)

7




Ḋ=45.19 ml

min × g

ml

Ḋ=45.19×0.9653

Ḋ=43.62 g

min

;or lo -an-o, +odemos alular :*

Ḟ = Ḋ+Ẇ

Ẇ =147.81−43.62

Ẇ =104.19 g

min

Ba%a(c" $" ,a9a $"% "ta(+%

*n-radas D ?alidas

+F 7( +D ) +; *

;ara los +oren-aes en masa reali!amos las siguien-es -a5las:

@a5la 2 ;oren-ae en masa <*n-rada=

8




*la5orai.n +ro+ia

@a5la 3 ;oren-ae en masa <Aes-ilado=

*la5orai.n +ro+ia

´ X W =147.81×8.9−43.62×25.29

104.19

´ X W =2.04

EPERI1ENTO -

R"*%56+ 7 /.. ,%8,i(

7 ( ) *

9




*l /luo msio de en-rada es ons-an-e on res+e-o al +rimer eC+erimen-o

Ḟ =150 ml

min ×

g

ml

Ḟ =150×0.9854

Ḟ =147.81 g

min

Para ca%c5%ar :)

Ḋ=25.84 mlmin

× gml

Ḋ=25.84×0.9283

Ḋ=23.99 g

min

;or lo -an-o, +odemos alular :*

Ḟ = Ḋ+Ẇ

10




Ẇ =147.81−23.99

Ẇ =123.82 g

min

Ba%a(c" $" ,a9a $"% "ta(+%

*n-radas D ?alidas

+F 7( +D ) +; *

;ara los +oren-aes en masa reali!amos las siguien-es -a5las:

@a5la 2 ;oren-ae en masa <*n-rada=

*la5orai.n +ro+ia

11




@a5la 3 ;oren-ae en masa <Aes-ilado=

*la5orai.n +ro+ia

´ X W =147.81×8.9−23.99×47.11

123.82

´ X W =1.49

BALANCE DE ENERGÍA

EPERI1ENTO /

12




<C 7 H-O = C" = >T* ? Ti @,

QC =5.265 kgmin

×4.18 J g °C

× (33.4−23.3)

QC =222.28 KJ

min

<R HF= 7( HD = ) H = <* C ;ara los alores de HF HD y H se +aso a hallarlos median-es las -a5las ue se en-regaron en el la5ora-orio, es-e +roeso /ue de manera

isual +or lo ue los da-os son a+roCimaiones

;or lo -an-o: <R HF= 7 H( D = H) = <* C

300+117,04×147.81=75.24×43.62+409.64×104.19+222.28+q

q=49,057 KJ /min

13




<H-O 7 <VAPOR

222.28= λ× (45.19+100 )×0.9653

λ=1.586 KJ /g

EPERI1ENTO -

<C 7 H-O = C" = >T* ? Ti @,

QC =5.265 kg

min×4.18

J

g °C × (33.4−23.3)

QC =222.28 KJ

min

<R HF= 7 H( D = H) = <* C

300+117,04×147.81=125.4×23.99+405.46×123.82+222.28+q

14




q=41,807 KJ /min

<H-O 7 <VAPOR

222.28= λ× (25.84+150 )×0.9283

λ=1.362 KJ /g

IV3 AN!LISIS 2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS

15




a des-ilai.n -iene omo o5e-io se+arar un l7uido en sus om+onen-es ue -ienen dis-in-os +un-os de e5ullii.n *n el

la5ora-orio se -ra5a. on una sus-ania aloh.lia, la ual on-iene 11E de e-anol *l on-enido de e-anolagua en es-a

5e5ida, nos en/oa al a+roehamien-o de la ola-ilidad del alohol, ya ue una de las +ro+iedades de es-e es la a+aidad

de ea+orarse /ilmen-e <+un-o de e5ullii.n 5ao=

)on el +aso del -iem+o se o5ser. ue el des-ilado on-iene un mayor niel de e-anol *s-o se de5e a ue el a+or ue sale

del reheridor haia la olumna hoa on el re/luo, +ara as7 +oder arras-rar mayor an-idad de e-anol haia el ondensador,

es +or eso ue el re/luo hae ms e/iien-e el +roeso de des-ilai.n /raionada a om+osii.n de es-e a+or es ms

onen-rada en el om+onen-e ms ol-il

(l onluir el eC+erimen-o logramos o5-ener una onen-rai.n de e-anol del 911E, lo ual según el e/e de +ra-ia es un

+oren-ae al-oG sin em5argo, se +odr7a deir ue +ara o5-ener una mayor onen-rai.n, disminuye onsidera5lemen-e el

/luo de des-ilado, en-ones si on-inuamos des-ilando en un mismo +eriodo de -iem+o se onseguir menos /luo y ello en

una em+resa ser7a una 5aa +rodu-iidad, +or lo ue +ara o5-ener una meor onen-rai.n se +odr7a usar o-ros m%-odos

omo oloar ms -orres de des-ilai.n one-adas en-re s7

'ien-ras se aumen-a5a el re/luo<de 100 a 10=, se +udo +era-ar ue la -em+era-ura en la +ar-e al-a de la -orre <-o+

-em+era-ure= disminu7a ya ue al des-ilar una mayor an-idad de alohol, el ual -iene una menor -em+era-ura de e5ullii.n

ue la del agua, se ondensa a una menor -em+era-ura +ara lo ue el agua no neesi-a5a llegar a sus 100 H),lo ual al

o5-ener menos agua logra5a ue la -em+era-ura sea menor, es-o eC+lia la disminui.n de -em+era-ura en lo al-o de la -orre

y una mayor onen-rai.n de alohol

?e -uo ue es+erar duran-e 5as-an-e -iem+o ya ue se de57a -omar da-os en uan-o el +roeso se enuen-re en es-ado

es-aionario +ara o5-ener resul-ados lo ms aer-ados, +odr7amos enon-rar diho es-ado uando la onen-rai.n no

aria5a ya ue al iniio se o5-en7an da-os err.neos y muy dis+areos de5ido a los residuos u o-ros /a-ores ue aria5an el

resul-adoG adems, en ese momen-o se o5-en7a un /luo ons-an-e de des-ilado

V3 CONCLUSIÓN

16




• *l re/luo es im+or-an-e en el +roeso, ya ue onsigue en ada ilo ue el a+or +roenien-e del reheridor arras-re los

iones de e-anol ue aún ueda en el re/luo, +ara ue de es-e modo el des-ilado -enga una mayor onen-rai.n de

e-anol *s-o uiere deir, ue el re/luo aumen-a la e/iienia ?i no es-uiera +resen-e la des-ilai.n del e-anol demorar7a

muho ms -iem+o

• )omo se o5ser. en el la5ora-orio, al iniio de las des-ilai.n la onen-rai.n de alohol era de 11 E a+roC, luego de

iniiar la o+erai.n se no-. ue mien-ras la -em+era-ura den-ro del des-ilador 5aa5a al onen-rai.n de alohol

aumen-a5a, eso es de5ido a la di/erenia de -em+era-ura de e5ullii.n del agua <100 )= on el alohol <&8 )= ;ara

o5-ener una onen-rai.n de alohol ms +ura, se neesi-a ue el des-ilado +ase a o-ro des-ilador, o5-eni%ndose un

des-ilador /raionado

• ?e onluy. ue median-e el +roeso de des-ilai.n /raionada es ia5le o5-ener des-ilado de alohol de mayor

+oren-ae de onen-rai.n ue en la des-ilai.n sim+le

• *l des-ilado on-iene mayor niel de e-anol on el +aso del -iem+o en la eC+erienia *s-o de5ido a ue en la olumna de

/raionamien-o ha5r un mayor in-eram5io de alor en-re las +ar-7ulas de a+or +roenien-e del reheridor y elondensado +roenien-e del ondensador

• ?e onluye ue el re/luo es un as+e-o im+or-an-e en el +roeso, ya ue sin es-e no se onseguir7a en ada ilo y en

un mayor grado un alohol ms +uro ?i no es-uiera +resen-e el re/luo la des-ilai.n del e-anol demorar7a muho ms

-iem+o ;or lo -an-o, el re/luo aumen-a la e/iienia de la des-ilai.n

17




VI3 RECO1ENDACIÓN

• ?e de5e -omar los da-os 10 o 1 minu-os des+u%s de enendida la 5om5a de re/luo, ya ue los residuos ue uedaron

+ueden in/luir signi/ia-iamen-e en los resul-ados

• *l reheridor -iene ue es-ar lleno has-a ier-o +un-o de -al /orma -ra5ae sin ningún +ro5lema, es +or eso ue se de5e

es-ar +endien-e on las -em+era-uras ue alan!ar, ya ue si se llega a ea+orar -oda el agua del reheridor se orrer7a

el riesgo de ue es-e se malogre o eC+lo-e +or las al-as -em+era-uras ue +ueda llegar ;or o-ro lado, si se llega a -ener

mayor an-idad de agua se +uede inundar in-eriormen-e +rooando una /alla en -odo el sis-ema

• na manera de inremen-ar la onen-rai.n es suminis-rar ms +la-os al +roeso de5ido a ue ada +la-o re+resen-a un

euili5rio liuidoa+or y a medida ue as esalando +osiiones en la olumna los di/eren-es +la-os an enriueiendo la

me!la en el om+onen-e ms ol-il, a su e!, el om+onen-e menos ol-il a 5aando al-ura en los di/eren-es +la-os

has-a llegar a la +ar-e 5aa de la olumna

• *s im+or-an-e onsiderar ue en la eC+erienia desarrollada no se ha -ra5aado on in-eralos de -iem+o ons-an-es, lo

ual genera se originan alores irregulares o dis-orsionados, +or lo ue ser7a onenien-e -omar los -iem+os de /orma

es-andari!ada ya ue as7 se redue el error en la -oma de +arme-ros

18

4to lab - destilacio_n (1).docx

Documents