Simulacion Destilacion Metodo Fug

PROYECTO FINAL TRANSFERENCIA DE MASA
A continuous distillation tower is fed into the center of the tower with a mixture benzene-
toluene, which enters the tower with 50% steam and it contains 45% by mole of benzene. The
product should contain 5% mol toluene and the bottoms will contain no more than 95% mol of
toluene.
a)Use the FUG method to estimate the minimum number of plates

b) The reflux minimum
c) The number of theoretical stages, if the relative volatility can be assumed constant
at 3.5.
Datos conocidos
F = 100 kmol
Xf= 0.45
Xd= 0.95
Xw= 0.05
Balance general
F=D+W Ec. 1
Balance específico para compuesto de interés (Benceno)
(F)(Xf) = (D)(Xd) + (W)(Xw) Ec. 2
Despajamos D para encontrar la Ecuación 3
D=(𝐹(𝑋𝑓)−𝑊(𝑋𝑤))/𝑋𝑑 Ec.3
Se Reemplazó la ecuación 3 en la ecuación 1 para Hallar el valor de W
F=(𝐹(𝑋𝑓)−𝑊(𝑋𝑤))/(𝑋𝑑+𝑊) F−(𝐹(𝑋𝑓)−𝑊(𝑋𝑤))/𝑋𝑑 =W
METODO FUG (Fenske- Underwood-Gilliland)
METODO FENSKE PARADETERMINAR NÚMERO MINIMO DE ETAPAS TEORICAS
Ec.4
METODO UNDERWOOD PARA CALCULAR REFLUJO MINIMO.
Ec.5
q=𝐿𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜𝐹/𝐹 La volatilidad se tomo como promedio constante 3,5= 7 benceno/2 tolueno.
Ec. 6
METODO GILLILAND PARA CALCULAR EL NUMERO DE ETAPAS IDEALES O TEORICAS

Metodo que se basa en graficas para hallar las etapas teoricas. relacion de reflujo 1,5 veces el minimo
𝐑𝐃=𝟏,𝟓×𝐑𝐃𝐦
(RD−RDm)/(𝑅𝐷+1) (N−Nmin)/(𝑁+1) N/𝑁𝑚𝑖𝑛 N teóricas= Nmin((N/𝑁𝑚𝑖𝑛)
Ajustando la correlacion se Implementa la ecuacion de Molokanocv que es el modelo matematico

Ec. 6
METODO GILLILAND PARA CALCULAR EL NUMERO DE ETAPAS IDEALES O TEORICAS

Metodo que se basa en graficas para hallar las etapas teoricas. relacion de reflujo 1,5 veces el minimo
𝐑𝐃=𝟏,𝟓×𝐑𝐃𝐦
(RD−RDm)/(𝑅𝐷+1) (N−Nmin)/(𝑁+1) N/𝑁𝑚𝑖𝑛 N teóricas= Nmin((N/𝑁𝑚𝑖𝑛)
Ajustando la correlacion se Implementa la ecuacion de Molokanocv que es el modelo matematico
Ec. 7
Ec. 8

GRUPO 3
INTEGRANTES
ene-
zene. The
Natalia Gallego Cod. 412522
5% mol of Johan Mosquera Cod 410031
Gladien Méndez Cod 409523
Edinson Micolta Cód 408047
constant
MODELO
L. Antoine'!A1
calculos
𝑑 =W DEFINICION. (α, Ka Y Kb)
no.
el minimo
atematico
el minimo
atematico
Temperatura 25°C
Presion 1 ATM
REFLUJO MIN: 1.17

1.687
q 0.5
F 100 ETAPAS MIN
Xf 0.45 ETAPAS IDEALES
VAPOR (%) 50 ETAPAS MIN. + REHERVIDOR
0.482
REHERVIDOR
calculos
PLANTEAMIENTO
DEFINICIÓN. (α, Ka Y Kb)'!A1
D 44.44
Xd 0.95
4.70
12.97
S MIN. + REHERVIDOR 5.70
W 55.56
Xw 0.05
LEY DE ANTOINE
presion atmosferica 760
〖𝑙𝑜𝑔〗_10 𝑃^𝑠𝑎𝑡 (𝑚𝑚𝐻𝑔)=𝐴−𝐵/(𝑇(℃) mmHg
+𝐶) Temperatura 25°C
sustancia A B C Pto. Ebullicion (⁰C) Pto eb.K

Benceno 6.87987 1196.76 219.161 80.10 353.10
Tolueno 6.95087 1342.31 219.187 110.61 383.61
T (⁰C) Pva (mm Hg) Pvb (mm Hg) Xₐ Yₐ α 1/(Y-X)

80.10 760.00 292.31 1 1
82.65 821.49 318.95 0.88 0.95 2.58 14.08
85.20 886.80 347.52 0.76 0.89 2.55 7.84
87.75 956.08 378.11 0.66 0.83 2.53 5.87
90.30 1029.50 410.82 0.56 0.76 2.51 5.00
92.85 1107.21 445.76 0.48 0.69 2.48 4.61
95.40 1189.39 483.02 0.39 0.61 2.46 4.51
97.95 1276.20 522.73 0.31 0.53 2.44 4.68
100.50 1367.80 564.99 0.24 0.44 2.42 5.15
103.05 1464.38 609.91 0.18 0.34 2.40 6.14
105.60 1566.09 657.61 0.11 0.23 2.38 8.37
108.15 1673.12 708.22 0.05 0.12 2.36 15.51
110.70 1785.63 761.84 0 0
PLANTEAMIENTO!A1
CALCULOS!A1
MODELO!A1
Grafica 1. Ajuste a la Correlacion de Gilliland (molokanocv)
(N - Nmin) / (N + 1)
Y
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
Y
0.3
0.2
0.1
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
(R - Rmin) / (R + 1
PLANTEAMIENTO!A1
L. Antoine'!A1
X Y
1 0
0.95 0.02181314
0.9 0.0441368
0.85 0.06701953
0.8 0.09051677
0.75 0.11469217
0.7 0.13961931
0.65 0.16538375
0.6 0.19208574
0.55 0.21984355
0.5 0.24879786
0.45 0.2791173
0.4 0.31100559
0.35 0.34471038
0.3 0.38053383
0.25 0.41884315
0.2 0.46007599
0.15 0.50472793
0.1 0.55335048
0.05 0.60812565
0.01 0.71508264
PLANTEAMIENTO!A1
MODELO!A1
CALCULOS!A1
α
3.5
Ya = (αab)(Xa) / [1+(Xa)(αab-1)]
1) Se dan valores de Xa de 0 a 1 y se encuentran los valores de Ya
2) Se calcula los Ka = Ya/Xa
3) Se hace un promedio de los Ka (1,687)
4) se procede a realizar los calculos del metodo FUG tomando
Como αab = 3,5 y los valores de K son los mismos para las
volatilidades de cada compuesto.
αab = Ka/Kb
se despeja Kb:
Kb = Ka/αab Kb= 1,687/3,5 Kb= 0,48
Ka(volatilida
Xa Ya d de A)
1 1 1
0.87 0.95905512 1.1023622
0.76 0.91724138 1.20689655
0.66 0.87169811 1.32075472
0.56 0.81666667 1.45833333
0.47 0.75632184 1.6091954
0.39 0.69113924 1.7721519
0.31 0.61126761 1.97183099
0.24 0.525 2.1875
0.17 0.41754386 2.45614035
0.11 0.30196078 2.74509804
0.05 0.15555556 3.11111111
0 0 0
1.68779805
Correlación de Guilliland
y ajuste ecuacion
Molokanov
α benceno 1.687
α tolueno 0.482 X 0.13
vapor en F 50 Y 0.52046241
F 100
Xf 0.45
D 44.44
Xd 0.95
w 55.56
Xw 0.05
q 0.5
MODELO GRAFICO
α prom cte 3.5
φ 0.964 PLANTEAMIENTO
Relacion flujo 1.5 L. Antoine'!A1
Xf(tolueno) 0.55 DEFINICIÓN. (α, Ka Y Kb)'!A1
Igualdad 0.50
1-q` 0.50
IMPLEMENTACION METODO FUG

Nmin etapas teoricas(FENSKE) 4.70
RDmin(UNDERWOOD) 1.17
N ETAPAS IDEALES(GILLILAND) 12.97
N min + Rehervidor 5.70
q Rmin Netapas N min q vs xf Rmin Netapas
0.3 0.95 11.03 4.7 0.3 1.42 17.32
0.6 1.3 14.66 4.7 0.6 0.94 10.93
0.9 1.75 ******** 4.7 0.9 0.74 9.78
xf q vs xf vs xd
0.3 1.17 12.97 4.7 0.3 -0.27 4.63
0.6 1.17 12.97 4.7 0.6 0.2 6.82
0.9 1.17 12.97 4.7 0.9 0.65 9.19
Xd
0.3 -0.35 4.52 2.86
0.6 0.35 7.21 3.97 10
0.9 1.05 11.66 4.61
8
6 R
N
4
N
2
0
0.3 0.6 0.9
-2
Nmin
4.7
4.7
4.7
2.86
3.97
4.61
18
16
14
12
Rmin 10
Rmin
Netapas 8
Netapas
Nmin 6
Nmin
4
2
0
0.6 0.9 0.3
0.6
0.9

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a)Use the FUG method to estimate the minimum number of plates

Balance específico para compuesto de interés (Benceno)

(F)(Xf) = (D)(Xd) + (W)(Xw) Ec. 2

Despajamos D para encontrar la Ecuación 3

Se Reemplazó la ecuación 3 en la ecuación 1 para Hallar el valor de W

METODO FUG (Fenske- Underwood-Gilliland)

METODO FENSKE PARADETERMINAR NÚMERO MINIMO DE ETAPAS TEORICAS

METODO UNDERWOOD PARA CALCULAR REFLUJO MINIMO.

q=𝐿𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜𝐹/𝐹 La volatilidad se tomo como promedio constante 3,5= 7 benceno/2 tolueno.

METODO GILLILAND PARA CALCULAR EL NUMERO DE ETAPAS IDEALES O TEORICAS

Ajustando la correlacion se Implementa la ecuacion de Molokanocv que es el modelo matematico

METODO GILLILAND PARA CALCULAR EL NUMERO DE ETAPAS IDEALES O TEORICAS

Ajustando la correlacion se Implementa la ecuacion de Molokanocv que es el modelo matematico

REFLUJO MIN: 1.17

sustancia A B C Pto. Ebullicion (⁰C) Pto eb.K

T (⁰C) Pva (mm Hg) Pvb (mm Hg) Xₐ Yₐ α 1/(Y-X)

DEFINICIÓN. (α, Ka Y Kb)'!A1

IMPLEMENTACION METODO FUG

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