BALANCE DE MATERIA PROCESOS SIN REACCIÓN QUIMICA

 BALANCE DE MATERIA PROCESOS SIN REACCIÓN QUIMICA  (Taller #2)

1) Metil tert-butil éter (MTBE) se utiliza como un aditivo antidetonante de la gasolina. Se fabrica mediante la reacción de isobuteno con metanol. La reacción es altamente selectiva y prácticamente cualquier mezcla de isomeros  que contenga isobuteno se puede utilizar como materia prima:[pic 1]

[pic 2]

Se utiliza un 10 por ciento de exceso de metanol para suprimir reacciones secundarias. En un procedimiento típico, la conversión de isobuteno en el reactor es 97 por ciento. El producto se separa del metanol y cualquier  no reaccionado por destilación. El MTBE líquido, esencialmente puro, sale de la base de la columna de destilación y se envía a tanques de almacenamiento. El metanol y los  salen por la corriente superior de la columna de destilación en forma de vapor y pasan a una columna donde se separa el metanol por absorción en agua. Los  que salen de la parte superior de la columna de absorción, saturado con agua, se usan como un gas combustible. El metanol se separa del agua disolvente por destilación y se recircula a la etapa de reactor. El agua, que sale de la base de la columna, se recircula a la columna de absorción. Una purga se toma de la corriente del agua recirculada para evitar la acumulación de impurezas. A) Dibuje y rotule completamente el diagrama de flujo del proceso. NO RESUELVA EL PROBLEMA.[pic 3][pic 4][pic 5]

2) Una corriente líquida CE contiene 60% molar de la especie A y el resto B. La corriente entra a una columna de destilación, la cual opera en estado estacionario. Dos corrientes emergen de la columna. La corriente inferior fluye a una velocidad de 40 mol/s y la fracción molar de B en esta corriente es de 0,85. El 10% del flujo molar de A alimentado en la corriente de entrada emerge por la corriente inferior. La corriente superior fluye a una velocidad N1 mol/s y la fracción molar en esta corriente es yA1 (mol de A/moles totales). a) Dibuje y rotule completamente el diagrama de flujo del proceso y demuestra que posee la suficiente información para calcular todas las variables desconocidas en el diagrama. B) Escriba los balances de materia y resuelva las ecuaciones que deberá usar para resolver el valor de CE, N1 y yA1.

3) Una corriente de 100 kg de aire contaminado, que contiene 25% de un contaminante, se alimenta a una torre de absorción con 100 kg de agua en contracorriente. Si se absorbe el 80% del contaminante, calcule el porcentaje másico del contaminante en la corriente de aire de salida.

4) 100 lb-mol/h de una mezcla que contiene 20% molar de butano, 35% molar de pentano, y 45% molar de hexano se separa por destilación fraccionada. El destilado contiene 95% molar de butano, 4% de pentano y 1% de hexano. El destilado debe contener 90% del butano cargado en el alimento. Determinar la composición de los productos de fondo. B.C.: 100 Ib-mol de alimento

5) Una corriente con una composición molar de 45% benceno (C6H6) y 55% tolueno (C7H8), fluye hacia una columna de destilación con un flujo de 2,5m3/h y con s.g. (20/4) de 0.871. Si el destilado de la columna contiene 93% molar de B y la corriente de fondo contiene el 7,5% del benceno que se alimenta a la columna, determine: a) El flujo de destilado y b) EL flujo volumétrico de la corriente de fondo, si la gravedad específica es prácticamente igual a la de entrada.

6) Una mezcla gaseosa contiene 15% de A y el resto inerte se alimenta a una torre de absorción en donde se pone en contacto con un solvente líquido B, el cual absorbe A. La relación molar del solvente al gas que entra es 2:1. El gas que abandona el absorbedor contiene 2.5% A, 1.5% de B y el resto es inerte. Calcualar por cada 100 moles/h del gas que entra: a) El porcentaje de recuperación del soluto A b) La fracción del solvente que se alimenta a la columna y que se pierde en la corriente gaseosa.

7) Una mezcla líquida de alcoholes contiene 35% (en peso) de butanol, 41% de pentanol y el resto hexanol. Una corriente de esta mezcla se alimenta a una torre de alimentación, la cual se separa en dos fracciones. La corriente superior contiene 84% butanol, 11% pentanol y el resto hexanol, y fluye a una velocidad de 1375 kg./h. La corriente inferior contiene 92% del hexanol que entra a la columna. Calcule los flujos de las corrientes desconocidas y la composición de la corriente inferior.

8) En una operación de secado de pieles, se determinó que un lote de piel previamente pasado por el secador pesaba 900 lb y que contenía 7% de su peso en humedad. Se sabe que durante el secado la piel lavada perdió 59,1% de su peso inicial cuando se encontraba húmeda. Determinar: (a) el peso de la piel totalmente seca o exenta de humedad, en la carga de alimentación inicial; (b) las libras de agua eliminadas durante el proceso de secado por libra de piel totalmente seca; (c) el porcentaje de agua eliminada respecto de la cantidad de agua presente inicialmente en el lote de piel.

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