TPR13p02-solucion-y-enunciado

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UNIVERSIDAD DE PIURA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
TECNOLOGÍA DE PROCESOS 
PRÁCTICA CALIFICADA Nº 2 
Lunes 26 de agosto de 2013 NOMBRE:__________________________________ 
Hora: 1:00 p.m. Duración: 1 h 40 min 
SIN LIBROS NI APUNTES. CON TABLAS Y DIAPOSITIVAS DE CLASE, SIN ANOTACIONES. 
 
 
1. Calcule el flujo (kg/min) de fluido refrigerante R124a que debe pasar por un intercambiador para 
enfriar una corriente de 100 kg/min de aire desde 500 ºC hasta 125 ºC. El refrigerante R124a 
cambia su entalpía específica de 95.47 kJ/kg hasta 316.97 kJ/kg. Considere que no hay pérdidas 
de calor en el intercambiador de calor. El R124a es tipo de freón (CFC) que se utiliza en sistemas 
de refrigeración. (4 p) 
 
 
2. A una unidad de proceso ingresa benceno a razón de 25 kg/min a 25 ºC y 1 atm y abandona la 
unidad a 95 ºC y 1 atm. Determine la cantidad de calor suministrada al benceno en un minuto. 
Utilice la tabla de propiedades físicas. (4 p) 
 
 
3. Una columna de destilación (Figura 1) es alimentada con 5 000 kg/h de una solución líquida al 
33% de benceno (C6H6) y 67% de clorobenceno (C6H5Cl) - % en masa-, y esta corriente entra a la 
columna a 21 oC. El producto líquido destilado (P) de la parte superior de la columna tiene 94% 
de benceno, mientras que los fondos (B) contienen 3% de benceno. El condensador utiliza agua 
para el enfriamiento, que ingresa a 15,6 oC y sale a 60 oC, mientras que el recalentador usa vapor 
de agua saturado a 140 oC. La relación de reflujo es como 5 a 1 (flujo de recirculado/flujo de 
destilado; R/P). La fracción en masa de benceno en el vapor que sale del recalentador es 0,059. 
 
El condensador y el recalentador funcionan a 1 atm de presión, a 81 oC y 131 oC 
respectivamente. Considere que el vapor que entra al condensador y el líquido que sale de éste, 
están a la misma temperatura de 81 ºC. En cambio, el líquido L que entra al recalentador está a 
121 ºC y los flujos B y Vb que salen están a 131 ºC. Calcule: 
 
a) Flujos de destilado y fondos 
b) Reflujo (kg/h) 
c) Flujos de entrada y salida del 
recalentador (kg/h) 
d) Transferencia de calor en 
condensador y recalentador (kJ/h) 
e) Flujos de vapor de 140 oC y agua 
de enfriamiento requeridos para la 
transferencia de calor (kg/h) 
 
Datos: 
 
 CP (kJ/kg 
oC) 
(líquido) 
hfg 
(kJ/kg) 
a 81oC 
hfg 
(kJ/kg) 
a 131oC 
C6H6 2,132 394 358 
C6H5Cl 1,651 325 293 
 
 
Puntajes: a), b) 2 p c/u. c), d), e) 3 p c/u 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Esquema de la columna de destilación 
COLUMNA DE
DESTILACION
CONDENSADO
RECALENTADO
F = 5000 kg/h
21 ºC 0,33 B
0,67 Cl
Vt
R P (producto)
0,94 B
0,06 Cl
W (agua)
15,6 ºC
60 ºC
Qc
-
B (fondos)
0,03 B
0,97 ClVapor saturado140 ºC
QS
+
L
Vb