Problemario2a Eval 2009 SII (1) (1)

PROBLEMARIO DE BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA

SemII 2009

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 O2 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/pulg2). 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 pie 3 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%, H2  = 28.521%, H2O = 35.211%, desconociéndose los  porcentajes de metano (CH 4), propileno (C3H6) y etano (C2H6), 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 (C2H4) 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)