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(Frage) überfällig  | | Datum: | 10:16 Mo 25.01.2010 | | Autor: | ONeill |
| Aufgabe | Aus einem Essigsäure/Wasser Gemisch soll die Essigsäure bei 20 °C mit reinem Isopropylether extrahiert werden. Der gesamte Massenstrom des Feeds beträgt 2400 kg/h, der Massenanteil an Essigäsure beträgt w= 50 %. Die Extraktion wird in einer zweistufigen Kreuzstromanlage durchgeführt. Beide Pumpen können maximal jeweils einen Massenstrom von 3250 kg/h aufrechterhalten. Durch einen technischen Defekt kann der erste Extraktionsapparat nur noch mit 36,9 % des maximalen Förderstroms gefahren werden. Nutzen Sie zur Berechnung das beiligende Beladungsdiagramm.
a.) Skizzieren Sie den Extraktionsvorgangn unter Benennung aller Zu- und Abströme
b.) Berechnen Sie den Massenanteil der Essigsäure im Raffinat.
c.) Ist es sinnvoll beide Pumpen zu koppeln, um den zweiten Extraktionsapparat mit der doppelten Lösungsmittelmenge zu beschicken? Legen Sie ihre Entscheidung rechnerisch dar! |
Hallo!
Aufgabe a.) ist kein Problem, b.) auch nicht, ich schreibs aber mal hin, damit man das mit Aufgabe c.) vergleichen kann.
Bei m handelt es sich im folgenden immer um [mm] \dot{m}, [/mm] da spar ich mir die korrekte Formatierung aber mal.
b.) [mm] m_F=m_{FW}+m_{FE}
[/mm]
[mm] m_{FE}=w_E\cdot m_F=0,5*2400 [/mm] kg/h=1200 kg/h
[mm] m_{FW}=m_F-m_{FE}=1200 [/mm] kg/h
[mm] X_R=X_F=\frac{m_{FE}}{m_{FW}}=1
[/mm]
Das ist also mein "Startpunkt" im Beladungsdiagramm (siehe Anhang).
Nun die Steigungen [mm] \delta [/mm] berechnen:
[mm] \delta_1=-\frac{Abgeberstrom}{Aufnehmerstrom}=-\frac{m_{FW}}{m_{LM1}}=-\frac{1200 kg/h}{0,369*3250 kg/h}\approx [/mm] -1
[mm] \delta_1=-\frac{Abgeberstrom}{Aufnehmerstrom}=-\frac{m_{FW}}{m_{LM2}}=-\frac{1200 kg/h}{1*3250 kg/h}\approx [/mm] -0,37
Das wird dann ins Beladungsdiagramm eingezeichnet (ich kann im Moment leider nur das Beladungsdiagramm ohne die eingezeichneten Linien hochladen). Da komme ich dann zu einem Wert von 0,33 [mm] =w_{W2}^R
[/mm]
Das muss ich nun noch in Massenanteile umrechnen:
[mm] m_{RW}=m_{FW}+m_{FE}=m_{FW}(1+0,33)=1200 kg/h*1,33\approx [/mm] 1596 kg/h
[mm] m_{FE}=m_{RW}-m_{FW}=1596 [/mm] kg/h-1200 kg/h [mm] \approx [/mm] 396 kg/h
[mm] w=\frac{396 kg/h}{1596 kg/h}\approx [/mm] 0,248
Mein Raffiant enthätl am Ende also noch 0,248 Essigsäure.
So wie mache ich das aber nun bei c.) ?
Also wieder die Steigung berechnen. Ich bin mir nicht sicher, ob ich nun einfach die doppelte Lösungsmittelmenge nehmen soll oder noch den Wirkungsgrad der kaputten Pumpe berücksichtigen muss:
[mm] \delta_3=-\frac{1200 kg/h}{1,369*3250 kg/h}\approx [/mm] -0,27
Wieder ins Diagramm einzeichnen und ich komme auf [mm] w^R´_1 \approx [/mm] 0,41
[mm] m_{RW}=m_{FW}+m_{FE}=m_{FW}(1+0,41)=1200 kg/h*1,41\approx [/mm] 1692 kg/h
[mm] m_{FE}=m_{RW}-m_{FW}=1692 [/mm] kg/h-1200 kg/h [mm] \approx [/mm] 492 kg/h
[mm] w=\frac{492 kg/h}{1692 kg/h}\approx [/mm] 0,29
Da sieht man nun, dass im Raffinat mehr Essigsäure verbleiben würde, der Vorgangn ist also ungünstiger wäre, was ja von vornherein vermutet wurde.
Kann ich das so rechnen?
Vielen Dank,
ONeill
Edit: Aufgrund der copyright-Einstellungen im Forum hier der Direktlink zum Beladungsdiagramm (Diagramm unten auf der 1. Seite).
![[]](/images/popup.gif) http://chemie.uni-paderborn.de/fileadmin/chemie/Arbeitskreise/Warnecke/Lehre/TC3VUE/Aufgabenblatt5WS0708.pdf
Ich habe die Frage außerdem hier eingestellt:
http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?p=2684673154#post2684673154
Sollte es zu einer klärenden Antowrt kommen, melde ich mich.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 10:20 Do 28.01.2010 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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