Pregunta: Una columna de destilación, como se muestra en la figura de la derecha, es un dispositivo que se utiliza para separar componentes con diferentes volatilidades. En un proceso específico, se utiliza una columna de destilación para separar una corriente de alimentación que contiene 0,5300 mol de etanol/mol y 0,4700 mol de agua/mol en dos corrientes de producto:

Una columna de destilación, como se muestra en la figura de la derecha, es un dispositivo que se utiliza para separar componentes con diferentes volatilidades. En un proceso específico, se utiliza una columna de destilación para separar una corriente de alimentación que contiene 0,5300 mol de etanol/mol y 0,4700 mol de agua/mol en dos corrientes de producto: una corriente superior rica en etanol y una corriente inferior rica en agua. Un vapor que contiene 0,8070 mol de etanol/mol (y 0,1930 mol de agua/mol) sale por la parte superior de la columna de destilación y entra en un condensador, donde la corriente se condensa completamente en líquido. Este flujo luego se divide; el reflujo regresa a la columna y el producto de cabeza sale del proceso. La relación entre los caudales de reflujo y el producto de cabeza viene dada por la relación de reflujo:

R= caudal de reflujo / caudal de producto de cabeza

y para este proceso particular, R = 1.21. El líquido que sale del fondo de la columna de destilación ingresa a un rehervidor, donde una fracción de la corriente se vaporiza y regresa a la columna de destilación como ebullición, mientras que la fracción líquida sale del proceso como producto de fondo. La composición de las corrientes de productos de ebullición y de fondo se rige por la volatilidad relativa, ?, del etanol y el agua:

donde yE es la fracción molar de etanol en la corriente de vapor, yW es la fracción molar de agua en la corriente de vapor, xE es la fracción molar de etanol en la corriente líquida y xW es la fracción molar de agua en la corriente líquida. ¿Para este proceso en particular? = 10,575, y la relación de etanol que sale del calderín en el producto de ebullición a etanol que sale del calderín en el producto de fondo es 0,710. Para una base de 100 mol de alimentación, se producen 64,85 mol de producto de cabeza. Teniendo en cuenta esta base, responda las siguientes preguntas. Etiquete el siguiente diagrama de flujo del proceso. Etiquete cualquier cantidad como \"desconocida\" si no se dan o implican arriba. No deje ningún espacio en blanco. Los nombres de las variables se dan como referencia más adelante.

ALIMENTACIÓN, REFLUJO, CONDENSADOR, PRODUCTO SUPERIOR, HERVIR, REHERVIR, PRODUCTOS DE FONDO

Dada la base, ¿cuál es n6, el producto de moles de fondo?

¿Cuál es la fracción molar de etanol en el producto de fondo?

¿Cuánto es n2, los moles de vapor que salen de la columna de destilación (antes del condensador)?

¿Cuál es y7, la fracción molar de etanol en la corriente de ebullición?

¿Cuánto es n7, los moles de ebullición?