2st balance

PROBLEMARIO DE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA

SEGUNDA EVALUACION

BALANCES DE MATERIA CON REACCIÓN QUÍMICA

Se recomienda que el profesor resuelva en clase los problemas en negrita y curvisa .

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PROBLEMA 1.- En la reacción:

a) b) c) d)

BaCl 2 + Na2SO4 ⇒ BaSO4 + NaCl ¿Cuántos gramos de cloruro de bario se requieren para reaccionar con 5 g de sulfato de sodio? ¿Cuántos gramos de cloruro de bario se requieren para precipitar 5 g de sulfato de bario? ¿Cuántos gramos de cloruro de bario se requieren para producir 5 g de cloruro de sodio? ¿Cuántos gramos de sulfato de sodio se necesitan para precipitar 5 g de bario contenidos en el cloruro de bario?

PROBLEMA 2.- En la reacción: a) b) c) d)

AgNO3 + NaCl ⇒ AgCl + NaNO 3 ¿Cuántos gramos de nitrato de plata harán falta para reaccionar con 5 gramos de NaCl? ¿Cuántos gramos de nitrato de plata se requieren para la precipitación de 5 g de cloruro de plata? ¿Cuántos gramos de nitrato de plata equivalen a 5 g de nitrato de sodio? ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio se necesitan para precipitar 5 g de plata contenidos en el nitrato de plata?

PROBLEMA 3.- Para la reacción en la cual el amoniaco se forma a partir de sus constituyentes atómicos, determinar lo siguiente: a) La reacción estequiométrica de N2 e H2 b) Los coeficientes estequiométricos de los reactivos y productos. c) (moles de NH3 producidas)/(moles de N 2consumidas). d) (lb de H2 consumidas)/(lb mol de NH 3 producidas). e) Los kg mol de N2 e H2 que deben reaccionar para formar 150 kg mol de NH 3. f) Las lb de NH3 producidas y las lb de H 2 consumidas si 20 lb de N 2 reaccionan completamente. PROBLEMA 4.- El fosgeno es muy famoso por haber sido el primer gas tóxico que se usó ofensivamente en la primera guerra mundial, pero también tiene muchas aplicaciones en el procesamiento químico de una gran cantidad de materiales. El fosgeno puede prepararse por medio de la reacción catalizada entre el CO y el Cl 2 en presencia de un catalizador de carbono. La reacción química es: CO + Cl 2 ⇒ COCl2 Supóngase que se han determinado las siguientes cantidades del producto de la reacción: 3 lbmol de Cl 2, 10 lbmol de fosgeno y 7 lbmol de CO. Calcular: a) El porcentaje en exceso de reactante utilizado. b) El grado de conversión de la reacción. c) Las lbmol de fosgeno formada por lbmol de reactantes totales alimentadas al reactor. PROBLEMA 5.- El sulfato de aluminio se utiliza en el tratamiento de agua y en muchos procesos químicos;

se puede preparar haciendo reaccionar bauxita triturada con ácido sulfúrico al 77% en peso. El mineral de bauxita contiene 55.4% en peso de óxido de aluminio, siendo el resto impurezas. Si a un reactor la relación másica de alimentación de ácido sulfúrico a bauxita es de 2.32 a 1. a) Determinar el reactante en exceso. b) Calcular el porcentaje en exceso. c) Para una producción de 2 000 libras de sulfato de aluminio y una conversión del 99.56%, determine las cantidades de bauxita y solución ácida alimentadas al reactor. Reacción: Al2O3 + H2SO4

⇒

Al2(SO4)3 + 3 H2O


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Pesos moleculares de reactantes y productos: Compuesto óxido de aluminio PM 101.9

ácido sulfúrico 98

Sulfato de aluminio 342.1

Agua 18

PROBLEMA 6.- Con el fin de sintetizar 100 lbmol/h de amoniaco, se alimentan a un reactor N 2 a 200 oF y 17 lb/pulg2 manométricas e H 2 a 80 oF y 25 lb/pulg 2 manométricas. Si la relación molar de H 2 a N2 es de 3:1, calcular los gastos volumétricos de estos gases en pie 3/min. Reacción: N2 + H2 ⇒ NH3 PROBLEMA 7.- Un reactor de deshidrogenación se alimenta con etano a razón de 150 kmol/h. Los productos de la reacción son acetileno e hidrógeno. Si se alcanza una conversión del 80%, calcular las siguientes cantidades del producto gaseoso final. a) El flujo molar total. b) La relación entre las moles de hidrógeno y acetileno. c) El peso molecular promedio. d) El flujo másico de acetileno. PROBLEMA 8.- La reacción entre el etileno y el bromuro de hidrógeno se efectúa en un reactor continuo. El

flujo de productos se analiza, y se encuentra que contiene 50% mol de C 2H5Br, 33% mol de C 2H4. La alimentación del reactor contiene sólo etileno y bromuro de hidrógeno. Calcular: a) La conversión del reactivo limitante. b) El porcentaje en el que el otro reactivo se encuentra en exceso. PROBLEMA 9.- En el proceso Deacon, para la fabricación de cloro, reaccionan HCl y O 2 para formar Cl 2 y H2O. El reactor se alimenta con suficiente aire para proporcionar 25% de oxígeno en exceso. Si la conversión del HCl es de 70%, calcular las fracciones molares de los componentes del flujo de salida del reactor. PROBLEMA 10.- Bajo ciertas condiciones el N 2 e H2 reaccionan de acuerdo a la siguiente ecuación.

N2 + H2 ⇒ NH3 Suponiendo que a un reactor se alimenta una mezcla que contiene 81.28%w de N 2 y 18.72%w de H2 determinar: a) Reactante limitante y reactante en exceso, % en exceso. b) Si al reactor se introducen 10 lbmol de N 2 y bajo las condiciones de operación (515°C y 3 atmósferas de presión) se obtienen 38 lbmol de mezcla gaseosa, determine la conversión del N 2 e H2. PROBLEMA 11.- La mezcla diluida de un proceso de nitración contiene 23% en peso de HNO 3, 57% de H2SO4 y 20% de H 2O. esta solución se va a concentrar para que contenga 27% en peso de HNO 3, 60% de H2SO4 y 13% de H 2O, para ello se tiene H 2SO4 al 93% en peso y HNO 3 al 90% en peso. a) Si se desean obtener 1 000 kg de mezcla ácida concentrada, ¿cuánto debe usarse de cada uno de los componentes? b) Si en lugar de H 2SO4 al 93% en peso, se tuviese disponible una mezcla de 80% de H 2SO4 y 20% de SO3, ¿qué cantidades se requerirán para obtener la misma mezcla concentrada? PROBLEMA 12.- Los gases que entran a un reactor lo hacen en una relación de 4 moles de hidrógeno por mol de nitrógeno. Los gases que salen del mismo, tienen una relación 5 moles de hidrógeno por mol de nitrógeno. ¿Qué volumen de gases de entrada, medidos a 500 °C y 1 atmósfera, se requiere para producir 10 000 kg de NH 3/día? PROBLEMA 13.- Una mezcla gaseosa consistente en 50% de H 2 y 50% de C 2H4O se encuentra inicialmente

en un recipiente herméticamente cerrado a una presión total de 760 mm de Hg absolutos y ocurre la siguiente reacción: C2H4O + H2 ⇒ C2H6O


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Después de cierto tiempo se observa que la presión total en el recipiente hermético a descendido a 700 mm de Hg absolutos. Calcular el grado de conversión considerando lo siguiente: a) Todos los reactantes y productos se encuentran en fase gaseosa. b) El recipiente y su contenido estaban a la misma temperatura cuando se hicieron las mediciones de presión. PROBLEMA 14.- El análisis de una piedra caliza es: carbonato de calcio 94.52% en peso, carbonato de magnesio 4.16% en peso y material insoluble 1.32% en peso. a) ¿Cuántas libras de óxido de calcio podrían obtenerse de 8 800 libras de piedra caliza? b) ¿Cuántas libras de dióxido de carbono se desprenden? Pesos moleculares de reactantes y productos. Compuesto CaCO3 MgCO3 PM 100 84.3 Reacciones:

CaO 56

CaCO3 ⇒ CaO + CO2 MgCO3 ⇒ MgO + CO 2

MgO 40.3

CO 2 44

(I) (II)

PROBLEMA 15.- El bióxido de carbono se puede obtener tratando una piedra caliza con H 2SO4 diluido

(12% en peso de ácido). La caliza usada en el proceso contiene CaCO 3 y MgCO3, además de material insoluble. El residuo del proceso tiene la siguiente composición: 8.56% en peso de CaSO 4, 5.23% en peso de MgSO4, 1.05% en peso de H 2SO4, 0.53% en peso en inertes, 0.12% en peso de CO 2 y 84.51% en peso de H2O. Durante el proceso se calienta la masa reaccionante desprendiéndose parte del CO 2 y del H 2O. Suponiendo una conversión del 100%, calcular: a) El análisis de la caliza. b) El porcentaje en exceso de reactante usado. c) La masa y el análisis de los gases que se desprendieron de la masa reaccionante por cada 1 000 kg de caliza usada. Las reacciones que se llevan a cabo son: CaCO 3 + H2SO4 MgCO3 + H2SO4

CaSO4 + CO2 + H2O

(I)

MgSO4 + CO2 + H2O

(II)

⇒

⇒

PROBLEMA 16 .- El metano y el oxígeno reaccionan en presencia de un catalizador para producir

formaldehído. En una reacción paralela secundaria, una porción del metano se oxida para formar dióxido de carbono y agua CH4 + O2 ⇒ HCHO + H2O (I) CH4 + O2 ⇒ CO2 + H2O (II) La alimentación del reactor contiene cantidades equimolares de metano y oxígeno. (a) La conversión del metano es de 95%, y se forman 0.9 moles de formaldehído por mol de metano alimentado. Calcule la composición molar del flujo que sale del reactor y la relación de formaldehído producido con respecto a dióxido de carbono producido. (b) El flujo de salida del reactor contiene 45% mol de formaldehído, 1% de dióxido de carbono, 4% de metano y el resto de oxígeno y agua. Calcule la conversión del metano, moles de formaldehído formado por mol de metano alimentado y la relación de producción del formaldehído con respecto a la producción de dióxido de carbono. PROBLEMA 17.- El etano reacciona con cloro en un reactor continuo: C2H6 + Cl2 ⇒ C2H5Cl + HCl (I) Una porción del monocloroetano reacciona con cloro en una reacción secundaria no deseada: C2H5Cl + Cl 2 ⇒ C2H4Cl2 + HCl (II)


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Supóngase que la conversión del etano es de 13%; y una relación de 13.3 moles de C 2H5Cl/mol de C2H4Cl2, y que el producto contiene una cantidad despreciable de cloro. Calcule los moles de todas las especies en el flujo de productos por cada 100 moles de monocloroetano presente en éste flujo. PROBLEMA 18.- El etanol se produce comercialmente por medio de la hidratación de etileno: C2H4 + H2O ⇒ C2H5OH (I) Una parte del producto se convierte en dietil éter en la reacción secundaria C2H5OH ⇒ (C2H5)2O + H2O (II) La alimentación a un reactor contiene etileno y vapor de agua en una relación molar 3:2 y 10% en mol de sustancias inertes. La conversión del etileno es de 5%, y la selectividad de la producción de etanol con respecto a la producción de éter es de 18.0 mol/mol. Calcule la composición molar del flujo de salida del reactor. PROBLEMA 19.- Una solución de carbonato de sodio con la siguiente composición: 0.59% en peso de NaOH, 14.88% en peso de Na 2CO3 y 84.53% en peso de H 2O, se va a caustificar añadiéndole cal comercial parcialmente apagada (la cal contiene como única impureza CaCO 3). La masa obtenida de la caustificación tiene la siguiente composición: 13.48% en peso de CaCO 3, 0.28% en peso de Ca(OH) 2, 0.61% en peso de Na2CO3, 10.36% en peso de NaOH y 75.27% en peso de H 2O. Calcular: a) El peso de la solución de carbonato de sodio por 100 libras obtenidas. b) El peso de cal cargada y su composición por 100 libras obtenidas. c) El porcentaje en exceso de Na2CO3. d) El grado de conversión. CaO + H 2O ⇒ Ca(OH)2 (I) Ca(OH)2 + NaCO3

⇒

NaOH + CaCO 3

(II)

PROBLEMA 20.- El fluoruro de calcio sólido (CaF 2) reacciona con ácido sulfúrico para formar sulfato de calcio sólido y fluoruro de hidrógeno gaseoso. El HF se disuelve en agua para formar ácido fluorhídrico. El mineral de fluorita es una fuente de fluoruro de calcio que contiene 96% en peso de CaF 2 y 4% de SiO2. En un proceso típico de fabricación de ácido fluorhídrico, se hace reaccionar fluorita con una disolución acuosa de ácido sulfúrico al 93% en peso, suministrado al 15% en exceso de la cantidad estequiométrica. El noventa y cinco por ciento de mineral se disuelve en el ácido, una parte del HF formado reacciona con el sílice disuelto en la reacción. HF + SiO2(aq)

⇒

H2SiF6(s) + 2 H2O( L)

El fluoruro de hidrógeno que sale del reactor se disuelve posteriormente en suficiente agua para producir ácido fluorhídrico al 60%w. Calcule la cantidad de mineral de fluorita que se necesita para producir una tonelada métrica de ácido. PROBLEMA 21.- El dióxido de titanio (TiO 2) se utiliza ampliamente como un pigmento blanco. Se produce a partir de un mineral que contiene ilmenita (FeTiO 3) y óxido férrico (Fe 2O3). El mineral se trata con una solución de ácido sulfúrico acuoso para producir una disolución acuosa de sulfato de titanilo [(TiO)SO 4] y sulfato ferroso (FeSO 4). Se añade agua para hidrolizar el sulfato de titanilo a H 2TiO3, que precipita y H 2SO4. Posteriormente se tuesta el precipitado separando el agua y dejando un residuo de dióxido de titanio puro. (En esta descripción se han omitido varias etapas para extraer el fierro de las disoluciones intermedias como sulfato de fierro.) Supóngase que un mineral contiene 24.3% en masa de Ti: se trata con una disolución al 80% de H2SO4, suministrada con un 50% de exceso respecto a la cantidad necesaria para convertir toda la ilmenita en sulfato de titanilo, y todo el óxido férrico en sulfato férrico [Fe 2(SO4)3]. Después suponemos que realmente se descompone un 89% de la ilmenita. Calcular las masas (kg) de mineral y de disolución de ácido sulfúrico al 80% que deben proporcionar, para producir 1 000 kg de TiO 2 puro.


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PROBLEMA 22 .- Un gas contiene 5% en peso de C 3H8, 5% en peso de C 4H10, 16% en peso de O 2, 38% en

peso de N2 y el resto de H 2O. Calcule la composición molar de este gas sobre una base húmeda y sobre una base seca, y el cociente (moles de H2O /moles de gas seco). PROBLEMA 23.- A un horno se alimenta propano y aire seco en una proporción molar tal que, por cada kmol de propano se introducen 35.7 kmol de aire seco. De un flujo de 120 kmol/h de propano, no todo se quema y se forman CO y CO 2. Si es posible sin información adicional, calcule el porcentaje de aire en exceso suministrado al horno. Si se necesita mas información, establezca cual es ésta. PROBLEMA 24.- Treinta libras de carbón (análisis: 80% carbono y 20% hidrógeno), se queman con 600 libras de aire para producir un gas con un análisis Orsat en el que la razón de CO 2 a CO es de 3 a 2. ¿Qué porcentaje de aire se usó?. PROBLEMA 25.- Se quema carbono puro en oxígeno, el análisis del gas de chimenea es: CO 2 75% mol, CO

14% mol, O 2 11% mol. Mediante balances elementales, determine los flujos de carbono y oxígeno alimentados y a continuación el %E O2 empleado. PROBLEMA 26.- Un gas natural contiene 92% en mol de metano, 5% de etano y un 3% de propano.

Si 100 kmol/h de este combustible se queman por completo con 125% en exceso de aire, ¿cuál es la alimentación de aire requerida?, ¿Cómo cambiaría la respuesta si la combustión sólo se efectuara con una conversión de un 75%? Determine la composición en base húmeda y en base seca para ambas condiciones PROBLEMA 27.- Se quema metano puro con aire fresco y los gases de combustión se pasan a través de un aparato que elimina el vapor de agua por condensación. Los gases remanentes se analizan por el método Orsat y se encuentra que contiene 9.999% mol de CO 2, 0.526% mol de CO, 2.368% mol de O 2 y 87.107% mol de N2. a) ¿Cuál es el reactante limitante? b) ¿Cuál es el porcentaje en exceso? c) ¿Cuántas moles de aire se usaron por mol de metano? d) ¿Cuáles son los gramos de agua formados por mol de metano? e) ¿Cuáles son los gramos de gases secos formados a la salida por mol de metano? Reacciones:

CH 4 + O2 CH4 + O2

CO + H2O ⇒ CO2 + H2O

(I) (II)

⇒

PROBLEMA 28.- Un gas tiene la siguiente composición en % volumen: 27% CO, 4% CO 2, 1% O2 y 68% N2. Este gas se quema con aire utilizando un 20% en exceso del O 2 teórico requerido por la combustión completa. Si la combustión se efectúa en un 90%, determinar la composición de los gases formados. Reacción: CO + O2 ⇒ CO2 PROBLEMA 29.- Se tiene una mezcla de 90% en mol de etano y 10% en mol de O 2. Esta mezcla se quema con 180% de exceso de aire; un 80% se transforma en CO 2, 10% en CO y 10% permanece sin quemarse. Calcule la composición de los gases de salida. C2H6 + O2 C2H6 + O2

CO2 + H2O ⇒ CO + H 2O ⇒

(I) (II)

PROBLEMA 30.- 100 pie3/h de un gas que tiene la siguiente composición: 23 %mol de CO, 4.4% mol de CO2, 2.4% mol de O 2 y 70% de N2, se quema con un 20% en exceso del oxígeno teóricamente necesario. Para la combustión completa de este gas medido a 70 oF y 750 mm de Hg , determinar: a) El volumen de aire, medido a las mismas condiciones del gas. b) La composición de los gases que salen del quemador, suponiendo combustión completa. Se recomienda que el profesor resuelva en clase los problemas en negrita y curvisa .

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c) El gasto volumétrico de los gases de combustión a la temperatura de 600 oF y presión de 750 mm de Hg Reacción: CO + O2 ⇒ CO2 PROBLEMA 31.- Un combustible gaseoso húmedo, tiene la siguiente composición en % en volumen base seca: CH4 80%, C2H6 6%, C3H8 4%, N2 8% y O 2 2%. Este gas (se encuentra saturado con vapor de agua cuya presión parcial es de 1.032 pulgadas de Hg) se mide a 80 °F y 29.92 pulgadas de Hg (14.7 lb/pulg 2). Se quema utilizando un 50% de exceso de aire, alimentado a 85 °F y 29.92 pulgadas de Hg. Si, la combustión es completa y el gas de emisión sale del horno a 500 °F y 29.92 pulgadas de Hg, calcular el volumen de estos para una alimentación de 100 pie3 de gas combustible húmedo. Reacciones: ⇒ CH4 + O2 CO2 + H2O (I) C2H6 + O2 ⇒ CO2 + H2O (II) ⇒ C3H8 + O2 CO2 + H2O (III) PROBLEMA 32.- Un aceite de combustible se analiza y contiene 87%w carbono, 11%w hidrógeno y 1.4%w azufre, y materiales no combustibles. El aceite se quema con aire en un 20% en exceso, suponiendo que la combustión es completa, es decir, el carbono se transforma en CO 2, el hidrógeno en agua y el azufre en SO 2. El aceite se quema completamente, pero 5% de carbono forma CO. Calcule la composición molar de los gases de emisión. Aire 20% Exceso

79% N2 21% O2

2 100 Kg 87 %w C 11% w H 1.4 %w S 0.6%w inertes

1

HORNO

3

4

% CO2 %CO % N2 % O2 % H2O % SO2

Inertes PROBLEMA 33.- A un reactor se alimenta una mezcla equimolar (1) de etano (C 2H6) y vapor de agua, en la que este último actúa como diluyente. Para una conversión del etano del 90%, se obtiene el siguiente análisis molar del efluente del reactor (2): C 2H4 = 28.521%, H 2 = 28.521%, H 2O = 35.211%, desconociéndose los porcentajes de metano (CH 4), propileno (C3H6) y etano (C 2H6), pero se sabe que la relación molar de metano a propileno en esta corriente es de 3 a 1. Para un flujo molar total del efluente del reactor de 142 mol/h, determine los flujos individuales de todos los compuestos en las corrientes de entrada y salida del reactor. C2H6 ⇒ C2H4 + H2 (I) C2H6 + H2 ⇒ CH4 (II) C2H4 + C2H6 ⇒ C3H6 + CH4 (III) PROBLEMA 34.- Una reacción que tiene importancia industrial es la oxidación de etileno (C 2H4) a óxido de

etileno (C2H4O): C2H4 + O2 ⇒ C2H4O (I) La cual se lleva a cabo en un reactor catalítico, donde también ocurren las siguientes reacciones secundarias C2H4 + O2 ⇒ CO2 + H2O (II) C2H4O + H2O ⇒ (CH2OH)2 (III)


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El efluente del reactor (corriente 2) se analiza en un cromatógrafo equipado con un detector de conductividad térmica. El reporte del análisis indica que la composición en porcentaje mol de C 2H4 es 5.54%, O2 es 2.77%, CO2 es 7.39%, H 2O es 5.54%, desconociendo las composiciones de N 2, C2H4O y (CH2OH)2, pero se sabe que la relación molar de C 2H4O a CO2 es 1:1. Calcule la conversión del etileno, la composición completa de la corriente de alimentación (corriente 1, formada por etileno y aire) y la relación de óxido de etileno producido a etileno alimentado. PROBLEMA 35.- En el proceso ordinario para la fabricación de ácido nítrico, se hace reaccionar nitrato de sodio con una solución de ácido sulfúrico al 95% en masa. Para que la pasta de nitro resultante pueda fluidizarse, es necesario emplear ácido suficiente, de forma que haya un 34% de éste en la pasta final. Puede suponerse que la pasta contiene 1.5% en masa de agua y que la reacción es completa. Además, considérese que el 2% de ácido nítrico formado permanece en la pasta. Suponiendo que el nitrato de sodio utilizado es puro y seco, calcular: a) El peso y la composición de la pasta de nitro formada por 100 libras de nitrato de sodio. b) El peso de solución ácida que ha de emplearse por 100 libras de nitrato de sodio cargado. c) Los pesos de ácido nítrico y de vapor de agua separados de la pasta de nitro por 100 libras de nitrato de sodio. 4

HNO3 Na2SO4

100 lb NaNO 3

Reactor

1 95% H2SO4 5% H2O

3

H2SO4 H2O

HNO3 H2O

Separador

2

5

Pasta: HNO3 2% del formado H2SO4 34% H2O 1.5% Na2SO4

Reacción: NaNO3 +

H2SO4

⇒

Pesos moleculares de reactivos y productos: Compuesto NaNO3 H2SO4 PM 85 98

HNO3

+

HNO3 63

Na2SO4 Na2SO4 142

H2O 18

PROBLEMA 36.- Con el fin de sintetizar CH 3OH, de acuerdo a la reacción:

CO + H2 ⇒ CH3OH (I) a un reactor se alimenta una mezcla de CO e H 2 conteniendo un 100% en exceso de CO. De acuerdo a las condiciones del proceso reacciona 65% del hidrógeno alimentado al reactor, desafortunadamente sólo el 58% de esta cantidad, produce CH 3OH, mientras que el resto, produce CH 4 y H2O según la reacción: CO + H 2 ⇒ CH4 + H2O (II) De acuerdo con el diagrama mostrado, y la información complementaria que contiene, determine los flujos molares de todas las corrientes. 3 CO H2

1

Reactor

2

CO CH4 H2

Separador

4

CH3OH 150 kmol/día H2O


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PROBLEMA 37.- Un gas natural contiene 4 lbmol de CH4 por cada lbmol de N 2. Este gas se quema en una

caldera y la mayor parte del CO2 se utiliza en la producción de hielo seco, por lo cual se separa para eliminar el gas de chimenea. El análisis del gas de salida del separador es 1.2% CO 2, 4.9% O 2 y 93.9% N 2. Calcular: a) El porcentaje de CO2 absorbido. b) El porcentaje en exceso de O2. CO2 CO2 1.2% CH4 H O 2 O2 4.9% Quemador 4 Separador 1 3 N2 N 2 93.9% O2 N2 5 2 21% O2 H2O aire 79% N2 CO2 absorbido Reacción:

CH4 + O2

⇒

CO2 + H2O

PROBLEMA 38.- Se quema azufre puro con aire utilizando un 20% en exceso del teórico requerido para que

todo el azufre se oxide a SO 3, pero inicialmente lo hace el 40%, permaneciendo el resto como SO 2. a) ¿Cuál es el análisis de la mezcla gaseosa resultante? b) Los gases que salen del horno se pasan a un convertidor sin agregar algún material. Suponiendo que los gases a la salida del convertidor tienen un 5% en mol de O 2, ¿cuál será la relación de moles de SO 3 por mol de SO2 en dichos gases? 20% exceso de aire 21% O2 79% N2

2

S

1

Reacciones en el horno:

SO2 SO3 3 O 2 N2

Conv

SO2 SO3

(I) (II)

Horno S + O2 S + O2

⇒ ⇒

4

SO2 SO3 O2 5% N2

PROBLEMA 39.- En una planta de ácido sulfúrico por el método de contacto, se quema azufre puro en un horno con aire para formar SO 2. Los productos de la combustión pasan a un convertidor de alta temperatura, en donde parte del SO 2 pasa a SO 3. Posteriormente, los gases se enfrían y se mandan a un segundo convertidor, en donde se lleva a cabo la oxidación de SO 2 a baja temperatura, la que es más favorable. Los gases que salen del primer convertidor contienen 2.2% mol de SO 2 y los gases que salen del segundo convertidor contienen 0.1% mol de SO 2 y 9.3% de O2. a) ¿Qué porcentaje del SO 2 se convirtió a SO3 en el segundo convertidor? b) ¿Qué porcentaje en exceso de oxígeno se usó en el horno, si, se considera al O 2 teórico como el requerido para que todo el azufre se oxide a SO 3? 21% O2 79% N2

S

1

2 Horno

3

SO2 O2 N2

Conv 1

2.2% SO2 SO3 4 O2 N2

Conv 2


SO2 0.1% SO3 5 O2 9.3 % N2

35


Reacciónes:

S + O2 SO2 + O2

⇒ ⇒

SO2 SO3

(I) (II)

PROBLEMA 40.- Se hace pasar etileno (C 2H4) y aire sobre un catalizador a 250 °C para formar óxido de etileno (C2H4O). La mezcla se enfría y se pasa a través de agua, el óxido de etileno reacciona con el agua para formar etilenglicol (CH 2OH)2. En una prueba, una mezcla formada por 5% mol de etileno y 95% mol de aire, entra a un reactor catalítico; parte del etileno no reacciona, parte forma óxido de etileno y parte se oxida completamente para formar CO 2 y H 2O. La mezcla gaseosa que sale del reactor pasa directamente al sistema de absorción, donde se pone en contacto con el agua. Los gases que salen del absorbedor contienen todo el N 2, el C2H4 que no reacciona, el O2 que no se usó, el CO 2 formado y salen saturados con vapor de agua cuya presión parcial es de 15.4 mm de Hg cuando la presión total es de 730 mm Hg. El análisis Orsat de los gases que salen del absorbedor reporta: etileno 1.075% mol, N 2 80.7% mol, CO 2 4.3% mol, O 2 13.925% mol. Si, al absorbedor se alimenta una mol de agua líquida por cada 100 moles de mezcla que se alimentan al reactor. ¿Cuál es la composición en % mol del producto formado etilenglicol-agua? H2O

5% C2H4 95% aire T = 250 °C

1

Reactor

2

C2H4 C2H4O CO2 H2O N2 O2

PT = 730 mm Hg

3

Gas seco

Absorbedor

4

5 Etilenglicol-agua

Reacciones del catalizador: Reacción en el absorbedor

C 2H4 C2H4

+ +

O2 O2

C2H4O

+

H2O

⇒ ⇒

⇒

C2H4 1.075% CO2 4.3% N2 80.7% O2 13.925 PH2O = 15.4 mm Hg

C2H4O CO2 + (CH2OH)2

H2O

(I) (II) (III)

PROBLEMA 41.- La mezcla estequiométrica de H 2 y N 2 para la síntesis de amoniaco, se prepara mezclando “gas de productor ” (78% N2, 20% CO, 2% CO 2), con una mezcla equimolar de CO e H 2. El monóxido de

carbono que actúa como veneno del catalizador de síntesis (del amoniaco), se elimina haciendo reaccionar estas mezclas de gases con vapor de agua para formar CO 2 e H2 mediante la reacción CO + H2O ⇒ CO2 + H2 Esta reacción se efectúa generalmente en dos lechos catalíticos como se muestra en el diagrama. La corriente de producto del proceso (5) debe contener H 2 y N2 en una proporción molar de 3 a 1. Si se ajusta el flujo molar de vapor de agua de tal manera que sea el doble del flujo molar total de gases secos (corrientes 1 y 2), y si la conversión del CO en el primer reactor es del 80%, calcular la composición de la corriente 4. H2 CO 2 N2 Gas de productor H2 N2 78% Reactor 1 Reactor 2 1 4 5 CO 2 CO 20% H O 2 CO2 2% 3 Vapor de agua Sobrecalentado


36


PROBLEMA 42.- Se utiliza un reactor catalítico para producir formaldehído a partir de metanol por medio de la reacción: CH3OH ⇒ HCHO + H 2 En el reactor se alcanza una conversión del 70%. El metanol que sale del reactor se separa del formaldehído y del hidrógeno en un proceso de varias unidades. Si, la producción del formaldehído es de 600 kg/h, Calcule la alimentación de metanol (mol/h) que requiere el proceso para los siguientes dos casos. (a) Cuando no hay recirculación. (b) El metanol recuperado se hace recircular al reactor. PROBLEMA 43.- Se va a producir ácido acético por la adición de 10% de exceso de H 2SO4. La reacción:

Ca(Ac)2 + H2SO4

CaSO4 + 2 HAc

⇒

se efectúa en un 90%. El CaSO 4 y el H2SO4 sin reaccionar se separan de los productos de la reacción y el exceso de Ca(Ac) 2 se recircula. El acético se separa de los productos. Determinar la cantidad de material recirculado en base a 1 000 libras de Ca(Ac) 2 alimentado por hora, así como las libras de ácido acético producidas por hora. H2SO4 1 000 lb/h Ca(Ac)2

1

2

Reactor

3 5

4

6

Separador

7 8

HAc H2SO4 CaSO4

Ca(Ac)2

PROBLEMA 44.- El metanol se produce mediante la reacción de monóxido de carbono e hidrógeno. Un flujo de alimentación fresca que contiene CO e H 2 se mezcla con un flujo de recirculación, y el flujo resultante se alimenta un reactor. La corriente que sale del reactor entra a un condensador parcial donde se condesa parte del metanol que sale del reactor; el CO, H 2 y CH 3OH no condensados se recirculan. La corriente que sale del reactor fluye a una velocidad de 275 mol/min y contiene 10.6% en masa de H 2, 64.0% en masa de CO y 25.4% en masa de CH 3OH. Si la fracción mol de metanol en el flujo de recirculación es de 0.004, determine el reactivo en exceso, calcule los de flujos molares del CO y del H 2, la razón molar de CO a H 2 en la alimentación fresca así como la velocidad de producción del metanol líquido. PROBLEMA 45.- En la producción de NH 3, la relación molar entre el N 2 e H2 en la alimentación, así como en todo el proceso es de 1 mol de N 2 a 3 de H2. De la carga a la entrada del reactor, el 25% se transforma en NH3, el NH3 producido se condensa y se elimina completamente en un separador, mientras que el N 2 y el H 2 que no reaccionaron se recirculan para mezclarse con la carga de alimentación del proceso. ¿Cuál es la relación de libras de recirculación por libra de carga alimentada? 4 N2 =3 H2

Reacción:

H2, N2

H2

1

2 N2

Reactor

+

3 N2 NH3 H2

⇒

Separador

5

NH3

NH3

PROBLEMA 46.- En un convertidor se obtiene amoniaco por síntesis directa, operando en las siguientes condiciones:


37


A la entrada del convertidor se tiene una mezcla de H 2 y N2 en proporción estequiométrica; en dicha mezcla se encuentra material inerte, de tal manera que el volumen de éste, es el 10% del volumen total de H 2 y N2. En el reactor se obtiene una conversión por paso del 10%. El amoniaco formado se separa del sistema y se purgan parte de los gases sin convertir antes de recircularlos al reactor. Si la alimentación fresca tiene la siguiente composición: 24.7% mol N 2, 1.3% mol inertes y 74% mol H 2, determine, el porcentaje de recirculación. 6

7 5

1

Convertidor

2

Reacción en el convertidor:

N2

+

Separador

3 H2

⇒

4

NH3

PROBLEMA 47.- La alimentación fresca en un proceso de producción de amoniaco contiene 24.75% en mol

de nitrógeno, 74.25% en mol de hidrógeno y el resto de sustancias inertes (I). La alimentación se combina con un flujo de recirculación que contiene las mismas especies, y el flujo combinado se alimenta al reactor donde se alcanza una conversión en una sola etapa del 25% de nitrógeno. Los productos pasan a través de un condensador, donde se separa esencialmente amoniaco mientras que los gases restantes se hacen recircular. Sin embargo, para evitar el aumento de las sustancias inertes, debe extraerse un flujo de purgado. El flujo de recirculación contiene 12.5% en mol de inertes. Calcule la conversión global de nitrógeno, el cociente (moles de gas purgadas/moles de gas que salen del condensador), y el cociente (moles de alimentación fresca/moles que alimentan el reactor). 6

7

N2, H2, I

5 N2, H2, I 1

2

3

Reactor

Condensador

4

NH3

PROBLEMA 48.- La alimentación fresca a una unidad de síntesis de metanol contiene 32% en mol de CO, 64% de H2 y 4% de N2 y fluye a una velocidad de 100 moles/h. La alimentación fresca se mezcla con un flujo de recirculación que fluye a una velocidad de 4 000 moles/h para producir una alimentación al reactor que contiene 13% mol de N 2. El flujo de producto que sale del condensador contiene sólo metanol líquido. Para evitar el aumento de nitrógeno en el sistema, se extrae un flujo de purgado del gas que sale del condensador. Los gases no purgados constituyen el flujo de recirculación del reactor. Calcule la producción del metanol (mol/h), el flujo molar y la composición del gas de purgado, así como la conversión global y por paso. PROBLEMA 49.- El formaldehído se forma a partir de la oxidación parcial de metanol:

CH3OH

+

O2

⇒

CH2O

+

H2O

La mezcla gaseosa alimentada al reactor contiene 8% mol de metanol y 10% mol de O 2 (corriente 4). El metanol se convierte completamente a formaldehído en el reactor. Calcular las lbmol/h de las corrientes 1, 2, 3, 4 y 5 necesarias para producir 3 000 lb/h de solución de formaldehído al 37% peso.


38


aire

1

3

Gas recirculado

10 2 metanol

Reactor

4

6

8% metanol 10% O2

8

O2 + N2

7 5

t o r r e

9

H2O

3 000 lb/h de sol’n formaldehído al 37% peso

PROBLEMA 50.- Puede producirse ácido acético mediante la reacción

C2H5OH + Na2Cr 2O7 + H2SO4 ⇒ CH3COOH + Cr 2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O En el proceso se obtiene una conversión global de C 2H5OH del 90%, con un flujo molar de recirculación igual al flujo molar de alimentación de C 2H5OH fresco. Los flujos de alimentación de H 2SO4 y Na2Cr 2O7, frescos son 20% y 10% respectivamente, en exceso sobre las cantidades teóricas requeridas para la alimentación fresca de C 2H5OH. Si la corriente de recirculación contiene 94% mol de H 2SO4 y el resto C2H5OH, calcule los flujos molares de las corrientes 5 y 7 para 100 moles de C2H5OH/h alimentados al sistema, y la conversión por paso de C 2H5OH. H2SO4 Na2Cr 2O7

Äcido acético 6

2 1

Reactor

4

5

Separador

7

C2H5OH Recirculación

3

Cr 2(SO4)3 Na2SO4 H2O Na2Cr 2O7 C2H5OH H2SO4

PROBLEMA 51.- El óxido de etileno C 2H4O, se obtiene por reacción catalítica entre el etileno (C 2H4) y el oxígeno. La alimentación al reactor está formada por 40% de etileno y 60% de oxígeno. El análisis reporta que el 48% del etileno que entra al reactor se consume y de éste, el 65% forma óxido de etileno, el resto se oxida a CO2 y H2O. El etileno que no reacciona se separa y se recircula. Si se desean obtener 20 ton/día de óxido de etileno. ¿Qué volumen debe alimentarse en m 3/min de C2H4 fresco medido a 800 mm Hg y 127 oC?. ¿Qué volumen a las mismas condiciones de presión y temperatura se desprende a la salida del reactor en la corriente 6? Las reacciones que se efectúan son: ⇒ C2H4 + O2 C2H4O 65% (I) ⇒ C2H4 + O2 CO2 + H2O 35% (II) 5 P = 800 mm Hg t = 127 C 1 C2H4

3 2

O2

40% C2H4 60% O2

C2H4

20 ton/día C2H4O C2H4 CO2 Reactor 4 H2O O2

6


O2 CO2 H2O C2H4O

39


PROBLEMA 52.-El óxido de etileno se produce por medio de la oxidación catalítica del etileno. C2H4 + O2 ⇒ C2H4O Una reacción de competencia no deseada es la combustión del etileno: C2H4 + O2 ⇒ CO2 + 2 H2O La alimentación del reactor contiene 3 moles de etileno por cada mol de oxígeno. La conversión en una sola etapa del etileno es 20%, y por cada 100 moles de etileno consumidos en el reactor salen 80 moles de óxido de etileno en los productos del reactor. Se utiliza un proceso de varias unidades para separar los productos: el etileno y el oxígeno se hacen recircular al reactor, el óxido de etileno se vende como un producto, y el dióxido de carbono y el agua se desechan. Calcule los flujos molares de etileno y oxígeno en la alimentación fresca requeridos para producir 1 500 kg de C 2H4O/h, y la conversión global del etileno. PROBLEMA 53.- Una calcita que contiene 95% en peso de CaCO 3 y 5% de SiO 2 se va a calcinar de acuerdo

al diagrama. El calor para la reacción se suministra por un horno que quema carbón. Los gases calientes que salen del horno A contienen 5% mol de CO 2 y los gases que salen del horno B contienen 8.65% mol de CO 2. Con el fin de aprovechar parte del calor sensible de estos gases, cierta cantidad de ellos se recirculan y la mezcla formada contiene 7% mol de CO 2. Calcular: a) Las libras de CaO obtenidas por libra de carbón quemado. b) La relación de libras de gases recirculados por gases no recirculados. calcita aire

1 2

carbón

CO2 5% O2 N2

Horno A

3

CO2 7% O2 N2

4

5 Horno B 6

CO2 8.65% O2 N2

Reacción en el horno A: Reacción en el horno B:

C + O 2 ⇒ CO2 CaCO3 ⇒ CO2 + CaO

CO2 8.65% O2 N2

7

SiO2 CaO

9

CO2 8.65% O2 N2

8 (I) (II)

PROBLEMA 54.- El metano reacciona con cloro para producir cloruro de metilo y cloruro de hidrógeno.

CH4 + Cl2 ⇒ CH3Cl + HCl Una vez que se ha formado, el cloruro de metilo puede clorarse para formar cloruro de metileno (CH 2Cl2), cloroformo (CHCl 3) y tetracloruro de carbono ( CCl 4). En un proceso de producción de cloruro de metilo, un reactor se alimenta con metano y cloro en una relación molar de 5:1. (Esta relación se mantiene mediante alta para minimizar la polisustitución.) Se puede suponer que se alcanza una conversión del cloro del 100% en una sola etapa. El cociente entre las moles de CH 3Cl y las moles de CH 2Cl2 en el producto es de 4:1, y se producen cantidades despreciables de cloroformo y tetracloruro de carbono. El producto gaseoso se enfría, condensando CH 3Cl y CH 2Cl2, que se separan posteriormente en una columna de destilación. El gas que sale del condensador se manda a una torre de absorción, donde se absorbe HCl. El gas que sale de la torre, que puede considerarse como metano puro, se retorna para mezclarse con la alimentación fresca y la mezcla resultante al reactor. Para una velocidad de producción de 1 000 kg de CH 3Cl/h, calcule: (a) El flujo y la composición molar de la alimentación fresca. (b) La cantidad que debe eliminarse de HCl en la torre. (c) La recirculación.


40


6

N6 = ?

CH4 A

CH4 Cl2 1

2

Composición = ?

Reactor

4

Enfriador

b s o r b e d o r

5

n CH4, 2

N7 = ?

HCl 7

n Cl2, 2 = 5 8

9

1 000 kg de CH 3Cl/h

D

n CH3Cl, 9

e s t i l a d o r

n CH2Cl2, 10

=4

CH2Cl2

10

PROBLEMA 55.- Se desea obtener isobutileno (C 4H8), -materia prima para la elaboración de gasolinas de

alto octano- por deshidrogenación de isobutano (C 4H10) en un proceso como el que se muestra en el siguiente diagrama; sin embargo, debido a las condiciones de operación del reactor, ocurre también una reacción secundaria no deseada, conocida como hidrogenólisis, en la cual se produce C 3H8 y CH 4. Con la información del diagrama (las composiciones están en fracción molar), calcule la conversión por paso, la relación de moles de isobutileno producidas (corriente 7) a moles de alimentación fresca ( 1), así como, la composición del H2 en la corriente ( 6) de salida de la unidad de separación C4H8

7

Sistema de purificación

2

C4H8 20%

C4H10 30% C4H8

C3H8 10% CH4 H2

Unidad de separación por membranas

1 C4H10 C4H8 3 CH4

R

E A C T O R

5

6

C4H10

C4H10

C4H10 17.143% C4H8 C3H8 4 CH4 H2

CH4

Reacción de deshidrogenación: C4H10 ⇒ C4H8 + H2 Reacción de hidrogenólisis: C4H10 + H2 ⇒ C3H8 + CH4


41


ANEXO DEL SEGUNDO PROBLEMARIO Un combustible formado por C 4H8 y H2S se quema con una mezcla de O 2 y N2 (de composición desconocida). El análisis Orsat reporta que la composición de los gases de emisión es 0.3% de C 4H8, 0.59% de SO2, 21.14% de CO2, 1.1.7% de CO, 20.41% de O 2 y 56.39% de N 2. Determine la composición del combustible, así como la composición de la mezcla (O 2-N2) empleada.

C4H8 H2S

Quemador

1

3

2

Mezcla O2 N2

Respuestas: xnH2S, 1 = 0.09122 xnC4H8, 1 = 0.90878:

0.3% C4H8 0.59% SO2 21.14% CO2 1.17% CO 20.41% O2 56.39% N2

xn N2, 2 = 0.51

xnO2, 2 = 0.49

A un horno se alimentan aire en exceso y 100 moles/h de metano. El análisis Orsat de la oxidación de este compuesto se muestra en el diagrama. Determine el porcentaje en exceso en que se alimenta el aire, el porcentaje del metano alimentado que se oxida a CO 2, el porcentaje del metano alimentado que se oxida a CO, el porcentaje de metano que no reacciona y el gasto volumétrico del gas húmedo que sale del horno, si éste sale a una temperatura de 1,400°C y 1 atm de presión.

100 moles/h CH4

CH4 0.896 %n CO 0.896 %n CO2 7.172 %n N2 84.312 %n O2 6.724 %n

Análisis Orsat

Horno

1

3

2

H2O 21% O2 79% N2

Aire en exceso

Respuestas: %EO2 = 25: %CH4→CO = 10: %CH4 sin reaccionar = 10: V3 = 177,735 Se produce metanol haciendo reaccionar CO con H 2. Una porción del metanol que abandona el reactor condensa, y se recirculan completamente al reactor el CO e H 2 sin consumir, así como el CH 3OH sin condensar. La corriente de salida del reactor es de 275 moles/min y contiene 9.51% peso de H 2, 66.59% peso de CO y 23.9% peso de CH 3OH. La fracción mol del metanol en la corriente de recirculación es de 0.01. Calcular: a) La composición de la corriente fresca. R: %n CO, 1 = 33.33, %n H2, 1 = 66.67% b) El flujo molar de la corriente producto. R: 23.53 c) La conversión por paso. R: 22.1% 2

Alimentación fresca 1 CO, H2

275 mol/min 3

R

CO + 2 H2

4

⇒

Condensador

5

Producto CH3OH

CH3OH


42


En un sistema con recirculación, que se muestra en el diagrama adjunto, se lleva a cabo la siguiente reacción química: A + B ⇒ C La conversión de A en el reactor es del 20%. El efluente del reactor se alimenta a un separador del cual resulta que la corriente de recirculación contiene un 80% del A y 90% del B alimentado al separador. A B

2

Alimentación fresca A 30% mol B 70% mol

1

3

4

R

Separador

Producto A B C 100 mol/h

5

Proceda a efectuar los balances y cálculos pertinentes para elegir el inciso correcto (SUGERENCIA: CONTESTE EN EL ORDEN EN QUE SE PIDEN LOS RESULTADOS).

1. La cantidad de A que reacciona en mol/h (n A reaccionan) es: a) 125 b) 75 c) 150 d) 100 2. El flujo molar de A alimentado al reactor en mol/h (n A, 3) es a) 625 b) 187.5 c) 600 d) 500 3. La fracción molar de B en la corriente producto ( x B, 5) es: a) 0.64 b) 0.4 c) 0.61 d) 0.4667 4. El flujo molar de B recirculado en mol/h (n B, 2) es a) 2,880 b) 1,350 c) 1,372.5 d) 1,890 5. La conversión global de A es: a) 62.5 b) 55.56 c) 56.85 d) 76.92 6. La fracción molar de A a la salida del reactor ( x A, 4) es a) 0.0657 b) 0.2353 c) 0.1081 d) 0.1667 n

n

A partir de la información proporcionada en el siguiente diagrama simplificado de producción de NH3, en el que la corriente 7 es el 5% de la corriente 5, la relación molar de Ar a NH 3 de la corriente 4 es de 1 a 99, el Ar en esta corriente es el 95% del Ar fresco. La razón molar de NH 3 a Ar en la corriente de purga es de 25 a 1. Para un flujo molar total de 47 mol/h en (4), responda las siguientes preguntas. 6

Purga

Recirculación

7 5

Alimentación fresca

N2 24%n H2 75.601%n 1 Ar 0.399%n

2

Separador

3

N2 H2 NH3 Ar

Producto NH3 4 Ar

Efectúe los balances y cálculos correspondientes para elegir sólo una de las 4 opciones presentadas (NO ANOTE NINGÚN OTRO VALOR) 1) El flujo molar del Ar en la corriente fresca (n Ar , 1) es a) 2.056 b) 3.87 c) 3.99 d) 0.4947 2) La fracción molar del NH 3 en la corriente de producto ( x NH3, 4) es: n


43


a) 0.3393, b) 0.1132, c) 0.0258 d) 0.99 3) El flujo molar total de la corriente de purga (N 7) es: a) 29.84, b) 181.3, c) 312.4 d) 692.27 4) La conversión global es: a) 39.15 b) 79.22 c) 68.33 d) 70.57 5) La fracción molar del Ar en la corriente de recirculación (x nAr , 7) es: a) 0.0006 b) 0.0018 c) 0.0008 d) 0.0022 6) La fracción molar del H 2 en la corriente de recirculación ( x H2, 7) es: a) 0.7696, b) 0.7712, c) 0.7484, d) 0.7495 7) La conversión por paso es: a) 8.8, b) 23.06, c) 16.01 d) 17.74 8) La fracción molar del Ar en la corriente que alimenta al reactor ( x Ar , 2) es: a) 0.0025, b) 0.0026, c) 0.0013 d) 0.0014 n

n

Se convierte C6H6 a C 6H12 por adición directa de H 2. Si la planta produce 150 kmol/h de C 6H12 y el 99% del C6H6 alimentado al proceso reacciona para producir C 6H12 y la composición de entrada al reactor es de 80% mol de H2 y 20% mol de C6H6, calcular el flujo de recirculación y la conversión por paso del C 6H6. Suponga que la relación molar de hidrógeno a benceno de las corrientes 5 y 6 es la misma. C6H6 H2 5

C6H6

3

1

R

2

4

Separador 6

H2 Respuestas: 740.43 kmol/h,

C6H12 150 kmol/h H2 5% mol C6H6

55.6%

Para la producción de cloruro de vinilo (C 2H3Cl), compuesto empleado en la fabricación de cloruro de polivinilo PVC, se hace reaccionar acetileno y cloruro de hidrógeno de acuerdo a la siguiente reacción: C2H2(g) + HCl(g) ⇒ C2H3Cl(g) (I) Sin embargo ocurre la reacción secundaria C2H3Cl(g) + HCl(g) ⇒ C2H4Cl2(g) (II) Conforme a la información proporcionada en el diagrama, para una conversión global del 97% y una conversión por paso del acetileno del 46.154%, determine: a) La composición de la alimentación fresca, R: xn C2H2, 1 = 0.4695, xn HCl, 1 = 0.5305 b) la composición de la alimentación al reactor, R: xn C2H2, 4 = 0.485, xn HCl, 4 = 0.515 c) el porcentaje que se recircula de la corriente 7. R: 97.3%


44


Nota : el exceso del HCl es con respecto al acetileno fresco.

1 C2H2 HCl 13% Exc

8

9 2

3 C2H3Cl

C2H2 HCl 7 C2H3Cl

Unidad de Separación I

4 C2H2 HCl 25°C

R

Unidad de Separación II

5 C2H2 35%n HCl 35%n C2H3Cl 26%n C2H4Cl2 4%n

6 C2H4Cl2


45

2st balance

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