EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

[pic 1][pic 2]EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO 

[pic 3]

Se han hecho pruebas de la extracción de ácido acético diluido en una solución acuosa usando una acetona como fase orgánica en una columna pequeña de extracción líquido – líquido por aspersión.

Diámetro de la columna: 4.6 cm

Altura de la columna: 109 cm

La fase acuosa se alimenta en la parte superior de la columna. La acetona es alimentada en la parte inferior de la columna libre de ácido acético a razón de 0.0014 m³/m².s y es retirada en la parte superior de la columna con una concentración de 0.38 kmol (AA)/m³.

La concentración de la fase acuosa en la alimentación es de 1.19 kmol (AA)/m³ y sale por la parte inferior de la columna con una concentración de 0.82 kmol (AA)/m³. Las condiciones de equilibrio están expresadas por la concentración de ácido en la fase de la acetona siendo 0.548 veces la concentración del ácido en la fase acuosa.

Responda las siguientes preguntas:

a) ¿Cuál es el flujo volumétrico de la fase orgánica en el fondo de la columna?

b) ¿Cuál es la razón de flujo del solvente que entra en la columna?

c) ¿Cuál es el incremento de concentración de ácido acético (AA) en la corriente del Extracto?

d) ¿Cuál es la concentración de ácido acético (AA) en el Refinado? (C R1 ).

e) ¿Cuál es la concentración de ácido acético (AA) en el fondo de la columna en la fase orgánica en equilibrio con la fase acuosa?

f) ¿Cuál es la fuerza impulsara de concentraciones del ácido acético (AA) en la fase orgánica en el fondo de la columna?

g) ¿Cuál es la concentración del ácido acético (AA) en la parte superior de la columna en la fase orgánica en el equilibrio con la fase acuosa?

h) ¿Cuál es la fuerza impulsora de concentraciones del ácido acético (AA) en la fase orgánica en la parte superior de la columna?

i) ¿Cuál es el valor de la media logarítmica de las fuerzas impulsoras de las concentraciones del ácido acético (AA)?

j) Calcule el valor de [pic 4]

k) Calcule la altura total de una unidad de transferencia de masa de ácido acético (AA) basado en las concentraciones del extracto. ().[pic 5]

[pic 6]

• Fase dispersa: Fase orgánica
• Fase continua: Fase acuosa

1. [pic 7][pic 8][pic 9][pic 10] Cálculo del flujo volumétrico de la fase orgánica en el fondo de la columna, litros/minuto.

Diámetro de la columna = 4.6 cm.

a.1) Cálculo del área de la sección transversal de la columna.

[pic 11]

a.2) Cálculo de la velocidad promedio superficial de la fase orgánica a través de la columna.

[pic 12]

(Nota: Está claro que la velocidad con la cual asciende la fase orgánica a través de la columna está influenciada por la diferencia de densidades y el tamaño de la gota dispersa).

a.3) Cálculo del flujo volumétrico de la fase orgánica en el fondo de la columna [=] litros/min.

[pic 13]

Despejando

[pic 14]

[pic 15]

1. Razón de flujo del solvente.

[pic 16]

1. Incremento de concentración de ácido acético (AA) en la corriente del extracto. (Incremento de Concentración del Extracto AA en la acetona).

[pic 17]

1. Concentración del ácido acético (AA) en el refinado (CR1).

[pic 18]

1. Concentración del ácido acético (AA) en el fondo de la columna en la fase orgánica en equilibrio con la fase acuosa (C*E1).

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

1. Fuerza impulsora de concentraciones del ácido acético (AA) en la fase orgánica en el fondo de la columna.

[pic 25]

[pic 26]

1. Concentración de ácido acético (AA) en la parte superior de la columna en la fase orgánica en el equilibrio con la fase acuosa. 

[pic 27]

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

Concentración del AA en la interfase de la gota orgánica/agua.

[pic 32]

1. Fuerza impulsora de concentraciones del ácido acético (AA) en la fase orgánica en la parte superior de la columna.

[pic 33]

1. Cálculo de la media logarítmica de las fuerzas impulsoras de las concentraciones de ácido acético (AA).

[pic 34]

[pic 35]

1. Cálculo de KE. a

[pic 36]

KE [=] Coeficiente de transferencia de masa del ácido acético en el extracto.

a   [=] Área interfasial líquido-líquido por unidad de volumen.

Z   [=] Altura de la columna = 1.09 metros.

[pic 37]

[pic 38]

1. Cálculo de la altura total de una unidad de transferencia de masa de ácido acético (AA) basado en las concentraciones del extracto. H OE [=] Height Overall Extract

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41][pic 42][pic 43]

Se han hecho pruebas de la extracción de ácido acético diluido en una solución acuosa usando una acetona como fase orgánica en una columna pequeña de extracción líquido – líquido por aspersión.

Diámetro de la columna: 2 pulgadas.

Altura de la columna: 45 pulgadas.

La fase acuosa se alimenta en la parte superior de la columna. La acetona es alimentada en la parte inferior de la columna libre de ácido acético a razón de 0.002 m³/m².s y es retirada en la parte superior de la columna con una concentración de 0.45 kmol/m³.

La concentración de la fase acuosa en la alimentación es de 1.4 kmol/m³ y sale por la parte inferior de la columna con una concentración de 0.75 kmol/m³

Calcule el coeficiente de extracción total basado en las concentraciones de la fase de la acetona y la altura de la unidad de transferencia total.

Las condiciones de equilibrio están expresadas por la concentración de ácido en la fase de la acetona siendo 0.548 veces la concentración del ácido en la fase acuosa.    

Calcule:

1. ¿Cuál es el flujo volumétrico de la fase orgánica en el fondo de la columna?
2. ¿Cuál es la razón de flujo del solvente que entra en la columna?
3. ¿Cuál es el incremento de concentración de ácido acético (AA) en la corriente del Extracto?
4. ¿Cuál es la concentración de ácido acético (AA) en el Refinado? (CR1).
5. ¿Cuál es la concentración de ácido acético (AA) en el fondo de la columna en la fase orgánica en equilibrio con la fase acuosa?
6. ¿Cuál es la fuerza impulsara de concentraciones del ácido acético (AA) en la fase orgánica en el fondo de la columna?
7. ¿Cuál es la concentración del ácido acético (AA) en la parte superior de la columna en la fase orgánica en el equilibrio con la fase acuosa?
8. ¿Cuál es la fuerza impulsora de concentraciones del ácido acético (AA) en la fase orgánica en la parte superior de la columna?
9. ¿Cuál es el valor de la media logarítmica de las fuerzas impulsoras de las concentraciones del ácido acético (AA)?
10. Calcule el valor de [pic 44]
11. Calcule la altura total de una unidad de transferencia de masa de ácido acético (AA) basado en las concentraciones del extracto. ().[pic 45]

[pic 46][pic 47]

[pic 48][pic 49]

[pic 50]

• Fase dispersa: Fase orgánica
• Fase continua: Fase acuosa

1. Cálculo del flujo volumétrico de la fase orgánica en el fondo de la columna, litros/minuto.

Diámetro de la columna = 2 pulgadas.

[pic 51]

a.1) Cálculo del área de la sección transversal de la columna.

[pic 52]

a.2) Cálculo de la velocidad promedio superficial de la fase orgánica a través de la columna.

[pic 53]

(Nota: Está claro que la velocidad con la cual asciende la fase orgánica a través de la columna está influenciada por la diferencia de densidades y el tamaño de la gota dispersa).

a.3) Cálculo del flujo volumétrico de la fase orgánica en el fondo de la columna [=] litros/min.

[pic 54]

Despejando

[pic 55]

[pic 56]

1. Razón de flujo del solvente.

[pic 57]

1. Incremento de concentración de ácido acético (AA) en la corriente del extracto. (Incremento de Concentración del Extracto AA en la acetona).

[pic 58]

1. Concentración del ácido acético (AA) en el refinado (CR1).

[pic 59]

1. Concentración del ácido acético (AA) en el fondo de la columna en la fase orgánica en equilibrio con la fase acuosa (C*E1).

[pic 60]

[pic 61]

[pic 62]

[pic 63]

[pic 64]

[pic 65]

1. Fuerza impulsora de concentraciones del ácido acético (AA) en la fase orgánica en el fondo de la columna.

[pic 66]

[pic 67]

1. Concentración de ácido acético (AA) en la parte superior de la columna en la fase orgánica en el equilibrio con la fase acuosa. 

[pic 68]

[pic 69]

[pic 70]

[pic 71]

[pic 72]

Concentración del AA en la interfase de la gota orgánica/agua.

[pic 73]

1. Fuerza impulsora de concentraciones del ácido acético (AA) en la fase orgánica en la parte superior de la columna.

[pic 74]

1. Cálculo de la media logarítmica de las fuerzas impulsoras de las concentraciones de ácido acético (AA).

[pic 75]

[pic 76]

1. Cálculo de KE. a

[pic 77]

KE [=] Coeficiente de transferencia de masa del ácido acético en el extracto.

a   [=] Área interfasial líquido-líquido por unidad de volumen.

...