En una torre de absorci$$n $($o absorbedor$)$ se pone en contacto un gas con un l$$quido

en condiciones tales, que una o m$$s especies del gas se disuelven en el l$$quido$.$ En

la torre de agotamiento $($o desorbedor$)$ tambi$$n se pone en contacto un gas con un

l$$quido$,$ pero en condiciones tales que uno o m$$s componentes de la alimentaci$$n

l$$quida se desprenden de la soluci$$n y salen de la torre junto con el gas.

Un proceso, compuesto por una torre de absorci$$n y otra de agotamiento, se utiliza

para separar los componentes de un gas que contiene $30\mathrm{.}0$ mol$\%$ de di$$xido de

carbono y el resto de metano. Una corriente de este gas se alimenta a la parte

inferior del absorbedor$.$ Un l$$quido que contiene $0\mathrm{.}500$ mol$\%$ de CO disuelto y el

balance de metanol se recircula de la parte inferior del desorbedor y se alimenta a

la parte superior del absorbedor$.$ El gas producido que sale por la parte superior del

absorbedor contiene $1\mathrm{.}00$ mol$\%$ de CO$2$ y casi todo el metano alimentado a la

unidad. El solvente l$$quido rico en CO$2$ que sale de la parte inferior del absorbedor

se alimenta a la parte superior del desorbedor y una corriente de nitr$$geno gaseoso

se alimenta por la parte inferior del mismo. Noventa por ciento del CO$2$ del l$$quido

alimentado al desorbedor sale de la soluci$$n en la columna, y la corriente de

nitr$$geno$/$C$02$ que sale de esta pasa a la atm$$sfera a trav$$s de una chimenea. La

corriente de l$$quido que sale de la torre de agotamiento es la soluci$$n al $0\mathrm{.}500\%$ de

CO$2$ que se recircula al absorbedor$.$

El absorbedor opera a temperatura Ta y presi$$n Pa y el desorbedor opera a Ts y Ps$.$

Se puede suponer que el metanol no es vol$$til $$es decir, que no pasa a la fase de

vapor en las columnas$$ y es posible considerar que el N$2$ es insoluble en metanol.

$($a$)$ Explique, en sus propias palabras, el objetivo general de este proceso de dos

unidades y las funciones del absorbedor y el desorbedor en el proceso.

$($b$)$ Las corrientes que se alimentan a la parte superior de cada torre tienen algo en

com$$n$,$ al igual que las corrientes que se alimentan a la parte inferior de $$stas$.$Qu$$

tienen en com$$n y por qu$?$

$($c$)$ Tomando $100$ mol$/$h del gas alimentado al absorbedor como base, dibuje y

marque el diagrama de flujo del proceso. Para el gas que sale del desorbedor,

marque las velocidades de flujo molar de los componentes en vez de la velocidad

total de flujo y las fracciones molares. Haga el an$$lisis de grados de libertad y escriba

en orden las ecuaciones que resolver$$a para determinar todas las variables

desconocidas de las corrientes, exceptuando la velocidad de flujo del nitr$$geno que

entra y sale del desorbedor. Encierre en un c$$rculo la$($s$)$ variable$($s$)$ que resolver$$a en

cada ecuaci$$n $($o conjunto de ecuaciones simult$$neas$),$ pero todav$$a no haga

c$$lculos$.$