BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA Taller 5: Balance de materia: Recirculación, derivación !ur"a 1. En el sistema sistema mostrado mostrado a contin continuac uación ión,, se desulf desulfuri uriza za a un aceit aceite e combus combustib tible le pesado que contiene (porcentaje en peso): 84% de , 11,4% de !, 1,4% de " # $,% de &. 'a desulfuración corresponde a la reacción cataltica del aceite con un as rico en *idróeno (44% de !, # +% de metano), para obtener un producto con 1 ppm de nitróeno # - ppm de &. 'os ases de descara del reactor contienen amoniaco, cido sulf*drico, *idróeno # metano. El *idróeno # el metano estn presentes en proporción $ a /, en tanto que el *idróeno # el amoniaco lo estn 4 a 1. Este as se somete a dos etapas de puri0cación: en la primera se elimina el -% del cido sulf*drico # todo el amoniaco, en la seunda etapa se elimina el cido sulf*drico restante, una porción ma#or del metano # una cantidad menor de *idr *idró óen eno. o. 2ebi 2ebido do a la seu seund nda a sepa separac ració ión, n, el proc proces eso o pier pierde de un poco poco de *idróeno. 'a corriente de recirculación, que contiene 4% de *idróeno # el resto metano se mezcla con una corriente aseosa fresca de 48% de *idróeno # el resto metano, # despu3s se reresa al reactor. &upónase que se alimentan al reactor lb de aceite por lb de as. odas las composiciones de as estn5 en porcentaje mol. 'as composiciones del aceite aceite ests en porcentaje porcentaje en peso. a. onstru#a onstru#a una tabla tabla de rados rados de libertad libertad # demuestr demuestre e que el proceso proceso est est especi0cado correctamente b. alcule alcule la composi composición ción complet completa a del aceite aceite produci producido do c. alcule alcule el 6ujo de de metano de de reposició reposición n que inresa inresa al proceso proceso
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. El cido sulf7rico se produce mediante sucesión sucesia de azufre *asta &9 $ seuida de reacción con ! 9. rimero se *ace reaccionar el azufre # el aire en el quemador de azufre para producir &9 se7n la reacción. & ; 9
&9
En esta reacción todo el azufre se conierte a &9 , supona que el aire es 1% mol de o<eno # /-% mol de nitróeno, # que se utiliza /+% ms de o<eno que la cantidad estequiom3trica necesaria para conertir el azufre a &9 . 'a corriente aseosa que sale del quemador se ena al conertidor, en donde todo el &9 se op de &9 $ # el resto ! &94. En seuida la corriente aseosa a la salida de la torre óleum, que contiene 1% mol de &9 $, se pone en contacto con una corriente de cido ms diluida (8% p>p de ! &94 # el resto aua), en la torre de cido. En esta unidad, todo el &9 $ reacciona *asta ! &94. El cido diluido se prepara recirculando alo de cido concentrado # mezclndolo con aua en el tanque de dilución. alcule todos los 6ujos en el proceso, suponiendo que la planta puede procesar lb>da azufre. &e debe producir cido al -% p>p.
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a. omplete la siuiente tabla de rados de libertad, de0na una ruta de clculo ?uemador A..B C.?.B D..B F.E .E C.= 2.9.F
onertidor
orre óleum
orre cido
anque
2iiso r
@lobal
roceso
BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA Taller 5: Balance de materia: Recirculación, derivación !ur"a b. omplete la siuiente tabla Flujo (Gmol>*) =zufre
1
$
4
+
/
8
-
1
11
1
1$
9<eno "itróeno &9$ !&94 =ua otal
$. El ó
!49
ambi3n ocurre una reacción paralela indeseable !4 ; 9
9 ; !9
on una composición de entrada al reactor del % de !4, 1% 9 # $% 9 # el resto dilu#ente de ", se obsera una conersión del +% # se obtiene una corriente de salida del reactor con $ moles de 9 por mol de ! 9. El ó
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a# omplete la siuiente tabla de rados de libertad, mostrando que el proceso est especi0cado correctamente. ezclador
Ceactor
=bsorbedor
=otador
2iisor
@lobal
roceso
A..B C.?.B D..B F.E .E C.= 2.9.F b. onstru#a una tabla # calcule los 6ujos de todos los componentes en las corrientes del proceso
