SIntesis 8.2.docx

INSTI TUT UTO TECNO NOLÓG ÓGICO DE OAXACA “TECNL NLOG OGÍA PRO ROPIA E INDEPEN ENDENC NCIA ECON ONOMICA”

DEPART RTAME MENT NTO DEQU QUÍMICAYBIOQUÍMICA

SÍNTESIS Y OPTIMIZACIÓN DE PROCESO CLAV! "#$101% &'()O! #A RESOLUCIÓN RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA 8.2 PRESENTAN:  CA*ALL'O )+' &(A-AL()  &ALL&OS )".-A J(LV"O CATEDRÁTICO: ING. NAHUM GUILLERMO TORRES LÓPEZ

Oaxaca de Juárez, Oaxaca, Wednesday, 30 de September de 2015

1

/2 Cnsdere e prces de prducc4n de acetat de sprp basad en a estercac4n de ácd ac6tc cn e ac7 sprp8c!  Alcohol + cido→ Acetato de isopropilo+ Agua

La reacc4n presenta un 90: de cn;ers4n a< S se usa un sstema de separac4n para reccar as cantdades =ue n reaccnan, cacue s >u?s necesars de amentac4n @resca y a amentac4n tta a reactr me cm base 100 mes de amentac4n de cada react; a reactr b< *asad en precs de prducts y materas prmas Btene ptenca e prces Cnsute e C7emca DarEetnF 'eprter c< *asad en aFGn crter 7eur8stc, prpnFa un sstema de separac4n Duestre e daFrama de >u? resutante SOL(C"H. a< La reacc4n =ue se e;a a cab es! C 2 H 4 O2+ C 3 H 8 O→CH 3 COOCH  (CH 3 ) 2+ H 2 O

Ls pess mecuares de cada cmpuest sn!  PM C   H  O =60.0

g mol

 PM C   H  O =60.0

g mol

2

4

3

2

8

 PM CH  COOCH  (CH  ) =102 3

 PM  H  O = 18 2

3 2

g mol

g mol

Sabend =ue m n=  PM 

-nde n sn s nGmers de mes, m masa de cmpuest y PM e pes mecuar, despe?and m btenems! m=n ∙ P M  

 mand cm base 100 mes de amentac4n de cada react; a reactr, se a 100 mes de crrente tta, tenems para s reactantes! mC   H  O = (100 moles ) 2

4

2

(

60.0

g mol

)

=6000 g

mC   H  O= (100 moles ) 3

8

(

60.0

g mol

)

= 6000 g

 Masatotalreactivos =6000 g + 6000 g= 12000 g

S 12000 F es a amentac4n tta a reactr, y de ests s 7ay un 90 : de cn;ers4n, entnces! 12000  100: K  90: X =7200.0  stán reaccnand  cn;rt6ndse en prduct s %2000 F -<, y e rest M/00 F sn s btends cm @nds WI<

-

-e dnde

$ $@ ! >u? @resc $@  $ ! >u? tta )S! prces de separac4n -! destad WI! @nds W! @nds naes '! recrcuac4n

)S

WI

W

'

)r un baance mar ptems! C 2 H 4 O 2

.Gmer de mes Amenta

C 3 H 8 O

100 100

→

CH 3 COOCH  (CH 

0

H 2 O

0

d .Gmer de mes

90

90

90

90

M0

M0

90

90

cn;ert ds .Gmer de mes naes

b< SeFGn C7emca DarEetnF 'eprter! Ȼ 

Sustanca

Cst en lb

( C   H  O )

Ncd ac6tc

2

4

33

2

Ac7 sprpc ( C   H  O ) 3

Acetat de sprp

( CH  COOCH ( CH  ) ) 3

AFua ( H  O ) 2

La reacc4n es

2

8

3 2

59 0

C 2 H 4 O2+ C 3 H 8 O→CH 3 COOCH  (CH 3 ) 2+ H 2 O

 P sus pess mecuares sn  PM C   H  O =60.02 2

4

2

 PM C   H  O =60.1 3

8

lb mol

lb mol

 PM CH  COOCH  (CH  ) =102 3

3 2

 PM  H  O = 18 2

lb mol

lb mol

Cnsderand s csts pr especes =u8mcas! Utilidad =n [ costosde las e .q .de los productos −costosde las e .q .de losreactivos ]

-nde e= sn as especes =u8mcas =ue están n;ucradas en a reacc4n respect;amente )r  tant! Utilidad =

[(

102

Ȼ  lb  ∙ 56 mol lb

Utilidad =1988.441

) (( −

60.02

Ȼ  lb  ∙ 33 mol lb

)(

60.1

Ȼ  lb  ∙ 29 mol lb

))]

Ȼ  mol

c< A cntnuac4n se muestran as prpedades @8scas de s cmpnentes de a reacc4n! )rpedades $8scas y #u8mcas! Ac7 "sprp8c Aparenca  emperatura de ebuc4n  emperatura de @us4n -ensdad reat;a a 20 QC -ensdad reat;a de ;apr

L8=ud ncr /2 QC R// QC 0%/ 20%

Are1< )res4n de ;apr Vscsdad cp< Subdad

33 mm TF 21 Dscbe cn aFua, ac7, 6ter trcrmetan

)rpedades $8scas y #u8mcas! Ncd ac6tc Aparenca  emperatura de ebuc4n  emperatura de @us4n -ensdad reat;a a 20 QC -ensdad reat;a de ;apr

L8=ud ncr de r acre 11/ QC 1% QC 105 21

Are1< )res4n de ;apr Vscsdad cp< Subdad

11M mm TF 122 Sube en aFua, ac7, Fcerna y 6ter "nsube en su@ur de carbn

)rpedades $8scas y #u8mcas! Acetat de sprp Aparenca  emperatura de ebuc4n  emperatura de @us4n -ensdad reat;a a 25 QC -ensdad reat;a de ;apr

L8=ud ncr de r caracter8stc a @rutas // QC R93 QC 0/%2 35

Are1< )res4n de ;apr )eFrs =u8mcs

M% mm TF La sustanca se descmpne entamente en cntact cn

e

acer,

cuand

es

expuesta

a

are,

prducend ácd ac6tc y ac7 sprp8c 'eaccna ;entamente cn materaes xdantes Ataca muc7s pástcs

)rpedades $8scas y #u8mcas! AFua Aparenca  emperatura de ebuc4n  emperatura de @us4n -ensdad reat;a a 20 QC -ensdad reat;a de ;apr

L8=ud ncr, ndr 100 QC 1% QC 10 091

Are1< )res4n de ;apr

1%5 mm TF

Cn base en a taba /3 btenda de br U-ses de prcess en nFener8a =u8mca de autr Artur Jm6nez &ut6rrez, pdems bser;ar =ue para una mezca cn cuatr cmpnentes se tene ses subFrups, dez subprbemas de separac4n y cnc secuencas!

)ara mstrar una de as etapas de esta taba, cnsderarems cuatr cmpnentes, A*C-, send A e cmpuest más ;át y e más pesad, se muestran as cnc secuencas d@erentes =ue se pueden Fenerar para este cas,  cua ncuye 10 subprbemas de separac4n cnsstente en x d@erentes cumnas de destac4n!

A A*

* C

A*CA CA*C-

C *C-

* *-

-

A A*C

* *C

A*CC -

A * *C

A*C-

*C-

C -

A A* A*C

* C

A*C-

-

Cn base a s cmpuests y sus prpedades pdems percatarns =ue ns cn;ene seeccnar e sFuente prces!

A

A*C-

C *C-

* *-

-

Send A e más ;át  C3T2O<, C e más crrs; CT3COOCTCT 3<2< , * y - T2O y C2T2O respect;amente, s mens dens y cn pc Fast de enerF8a