Descripción
Para una mezcla de 10% mol de metano, 20% mol de etanol y 70% mol de propano a 50 °F, determine:
a) La presión del punto de rocío.
b) La presión del punto de burbuja.
Los valores K se conocen en la figura de DePriester.
Referencias:
Ejemplo 14.3 del Smith – Van Ness. Cuarta Edición. Página 497.
Ejemplo 13.3 del Smith – Van Ness. Quinta Edición. Página 565.
Ejemplo 10.4 del Smith – Van Ness. Sexta Edición. Página 384.
Ejemplo 10.4 del Smith – Van Ness. Séptima Edición. Página 364.
Solución.
Componentes: Metano (1); Etano (2); Propano (3)
a) Composición de la alimentación: z1 = 0.10, z2 = 0.20, z3 = 0.70
Temperatura: T = 50°F
Presión de burbuja: Pb = ?
Procedimiento para determinar la presión de burbuja:
P = 300 psia (Asignado).
A P = 300 psia y T = 50°F de los diagramas de DePriester:
K1 = 7.4; K2 = 1.36; K3 = 0.39
Composición del vapor: yi = Ki zi
y1 = K1 z1 = 7.4×0.10 = 0.740
y2 = K2 z2 = 1.36×0.20 = 0.272
y3 = K3 z3 = 0.39×0.70 = 0.273
Σ yi = 0.740 + 0.272 + 0.273 = 1.285 > 1
Como Σ yi > 1, aumentar P, y regresar al inicio del procedimiento.
P = 400 psia (Asignado).
A P = 400 psia y T = 50°F de los diagramas de DePriester:
K1 = 5.6; K2 = 1.1; K3 = 0.31
Composición del vapor: yi = Ki zi
y1 = K1 z1 = 5.6×0.10 = 0.560
y2 = K2 z2 = 1.1×0.20 = 0.220
y3 = K3 z3 = 0.31×0.70 = 0.217
Σ yi = 0.560 + 0.220 + 0.217 = 0.997
Como Σ yi ≈ 1, Fin. Salida: Pb = 400 psia
Resumen:
Presión de burbuja: Pb = 400 psia
Composición de las fases en equilibrio:
Líquido: x1 = 0.10; x2 = 0.20; x3 = 0.70
Vapor: y1 = 0.560; y2 = 0.220; y3 = 0.217
b) Composición de la alimentación: z1 = 0.10, z2 = 0.20, z3 = 0.70
Temperatura: T = 50 °F
Presión de rocío: Pr = ?
Procedimiento para determinar la presión de rocío:
P = 100 psia (Asignado).
A P = 100 psia y T = 50°F de los diagramas de DePriester:
K1 = 21; K2 = 3.42; K3 = 0.97
Composición del líquido: \( \displaystyle x_i=\frac{z_i}{K_i}\)
\( \displaystyle x_1=\frac{z_1}{K_1}=\frac{0.10}{21}=0.0048\)
\( \displaystyle x_2=\frac{z_2}{K_2}=\frac{0.20}{3.42}=0.0585\)
\( \displaystyle x_3=\frac{z_3}{K_3}=\frac{0.70}{0.97}=0.7216\)
Σ xi = 0.0048 + 0.0585 + 0.7216 = 0.7849 < 1
Como Σ xi < 1, aumentar P, y regresar al inicio del procedimiento.
P = 135 psia (Asignado).
A P = 135 psia y T = 50°F de los diagramas de DePriester:
K1 = 16; K2 = 2.68; K3 = 0.76
Composición del líquido: \( \displaystyle x_i=\frac{z_i}{K_i}\)
\( \displaystyle x_1=\frac{z_1}{K_1}=\frac{0.10}{16}=0.0063\)
\( \displaystyle x_2=\frac{z_2}{K_2}=\frac{0.20}{2.68}=0.0746\)
\( \displaystyle x_3=\frac{z_3}{K_3}=\frac{0.70}{0.76}=0.9211\)
Σ xi = 0.0063 + 0.0746 + 0.9211 = 1.0020
Como Σ xi ≈ 1, Fin. Salida: Pr = 135 psia
Resumen:
Presión de rocío: Pr = 135 psia
Composición de las fases en equilibrio:
Líquido: x1 = 0.0063; x2 = 0.0746; x3 = 0.9211
Vapor: y1 = 0.10; y2 = 0.20; y3 = 0.70
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