Problemas Propuestos de Reacción Quimica

Problema 1 El éter etílico se produce deshidratando alcohol etílico en presencia de ácido sulfúrico a 140 °C . 2C2!" # C2!"C2! $ 2" En la fi%ura se presenta un dia%rama simplificado simplificado del proceso. &i la con'ersi(n por paso en en el reactor es de )* + del alcohol alimentado calcule, a- os /ilo% /ilo%ram ramos os de alim aliment entac aci(n i(n nue'a nue'a por por hora hora  b- os /ilo%ramos de recirculaci(n por hora A= +  2&"4

C2!"C2!  Puro

0* +  2"

1200 /%5h DE?C6" D  &EP?D?" D  E E6ED 

iluci(n de  2&"4

&EP?D?"D E C2!"

A! + C2!"

esecho ?cido sulfúrico ?%ua

A2 + C2!" 0) +  2"

0! +  2"

Problema 2. El análisis de un carb(n de hulla indica ue esta formado de *0+ en peso peso de C 20+ de  2+ de &  el resto de ceni3as no combustibles. El carb(n se uema a una 'elocidad de !000%5h  la 'elocidad con ue el aire alimenta el horno es de !0mol5min. 6oda la ceni3a  7+ de carbono en el combustible salen del horno en forma de lodo fundido8 el resto del carbono sale en el %as de emisi(n como C"  como C" 28 el hidr(%eno en el carb(n de la hulla se o9ida para formar a%ua  el a3ufre sale como &" 2. a selecti'idad de la producci(n entre el C" 2  el C" es de 10,1. :a:aCalc Calcul ulaa eell por porce cent nta; a;ee de de aair iree een n e9c e9ces eso o ue ue alim alimen enta ta el reac reacto tor. r. :b:bCalc Calcul ulaa las las frac fracci cion ones es mol molar ares es de de los los cont contam amin inan ante tess %ase %aseos osos os :C" :C"  &" &" 2 en el %as de emisi(n. :cEl di(9i di(9ido do de a3ufre a3ufre emit emitido ido es es por por sí solo solo da
Problema =.> En el famoso proceso aber para fabricar amoniaco la reacci(n se lle'a a cabo a presiones de )00 a 1000 atm(sferas  a !00>700 °C empleando un catali3ador apropiado. &(lo una peue cuantos moles se recirculan  cuantos moles se  pur%anB :b-  Cuál es el porcenta;e porcenta;e de con'ersi(n por paso :c-.>Cuál es la con'ersi(n %lobal. =2 $ @2 # 2@=

2 *!.17 +

DE?C6"D 

&EP?D?"D 

 @= :liuido-

 @2 24.!* + ?r 0.2* +  @2 2 ?r 

Pur%ado :%as-

Problema 4 .> En el famoso proceso aber para fabricar amoniaco la reacci(n se lle'a a cabo a presiones de )00 a 1000 atm. F a !00>700 °C empleando un catali3ador apropiado. &olo una peue
reactor

2

separador  

 @=

J

 @22J

 pur%ado Problema !.> a síntesis de cloruro de etilo se lo%ra haciendo reaccionar el etileno  cloruro de hidro%eno en presencia de un catali3ador de cloruro de aluminio, catalizado r      → C 2  ! Cl :%C 2  4:%- + C. :%-     os datos del proceso  un dia%rama de flu;o esuemático simplificado aparece a continuaci(n, Producto C

Deactor  condensador 

?limentaci(n ?

?limentaci(n G

Producto 

atos, ?limentaci(n ?, 100 + C:%?limentaci(n G, A= + mol de C24 *+ de C 27 Producto C, consta de 1.!+ de C 1.!+ de C 24  todo el C 27 ue entra al reactor  Producto , 1700 /% de C 2!Cl:l-5h Decirculaci(n al reactor, C 2!Cl:la-.> ? ué 'elocidad de flu;o en /%5h entran al proceso las dos corrientes de alimentaci(n  cual es la 'elocidad de flu;o en /%5h de la corriente de producto C.  b-.> cual es la con'ersi(n %lobal del C. Problema 7.> os halo%enuros de aluilo se utili3an como a%entes aluilantes en di'ersas trasformaciones uímicas. Hno de ellos el cloruro de etilo se puede preparar mediante la si%uiente reacci(n, 2C 2  7

+

Cl 2

→

2C 2  ! Cl +  2

En el proceso ue se muestra en el dia%rama etano nue'o cloro %aseoso  etano recirculado se combinan  alimentan al reactor. En una corrida de prueba se me3cla un 100 + de e9ceso de cloro con etano  se obtiene una con'ersi(n optima en un solo paso del 70 +  una con'ersi(n %lobal del 100 +. 6odo se con'ierte en producto  nada de él se  pierde en productos no deseados. Calcule, a-.> a composici(n de la alimentaci(n fresca reuerida para la operaci(n  b-.> los moles de C2!Cl ue se producen por cada mol de C 27 en la alimentaci(n fresca c-.> a composici(n de los %ases de salida :corriente I-.

I 2 Cl2

100 + e9ceso C 2

C27

Deactor

Cl2

&eparador  

C2!Cl

C27 Problema *.> Puede producirse ácido acético mediante la reacci(n, =C2!" $ 2@a2Cr 2"* $ )2&"4  # =C=C"" $ 2Cr 2:&"4-= $ 2@a&"4 $ 11 2" En el proceso ue muestra la fi%ura se obtiene una con'ersi(n %lobal del A0 + de C 2!" con un flu;o de recirculaci(n i%ual al flu;o de alimentaci(n de C 2!" fresco. os flu;os de alimentaci(n de  2&"4  @a 2Cr 2"* frescos son 20+  10 + respecti'amente de e9ceso sobre las cantidades esteuiométricas reueridas para la alimentaci(n fresca de C2!". a corriente de recirculaci(n contiene A4 + de  2&"4   el resto C 2!". Calcule el flu;o del  producto la con'ersi(n por paso en el reactor  la composici(n de la corriente de desperdicio. C=C""

2&"K  @a2Cr 2"* C2!"

Deactor  Productos de desperdicio 2&"4 Decirculaci(n

C2!"