Balance de materia y energia

El acrilonitrilo se produce con la reacción del propileno, amoniaco y oxigeno

C3H6   +   NH3    + 3/2 O2 ------------ C3H3N   +  3 H2O

La alimentación contiene 10% en mol de propileno, 12%mol de amoniaco y 78% mol de Aire. Se alcanza una conversión fraccionaria del 30% del reactivo limitante. Determine cuál es el reactivo limitante, el porcentaje en que los otros reactivos están en exceso y los flujos molares de todos los productos gaseosos tomando como base 100 moles de alimentación

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[pic 8]

a)Reactivo limitante     moles alimentados por especie / coeficiente estequiométrico 

[pic 9]

Para conocer la cantidad de N2 

  78 mol de aire – 16.38 mol O2 = 61.62 mol N2 

Para propileno   10 moles / 1 = 10  REACTIVO LIMITANTE 

Para amoniaco   12 moles/ 1 = 12

Para oxigeno 16.38 / 3/2 = 10.92

b) el porcentaje en que los otros reactivos están en exceso  ( NH3 y O2)

x 100 [pic 10]

Reactivo limitante C3H6   10 moles

C3H6   +   NH3    + 3/2 O2 ------------ C3H3N   +  3 H2O

10            10          15

10 moles C3H6 [pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

c) flujos molares de todos los productos gaseosos

Balance por especie molecular    E  +  G =  S   +  C 

PROPILENO 

%conv =(  moles consumidos / moles alimentados ) 100

0.3 =moles consumidos / 10

Moles consumidos = 3 moles

Salida C3H6 = 10moles – 3 moles = 7 moles C3H6 

AMONIACO 

E  +  G =  S   +  C

S = E – C = 12moles – 3 moles C3H6 consumidos[pic 14]

OXÍGENO 

E  +  G =  S   +  C

S = E – C = 16.38 moles – 3 moles C3H6 consumidos[pic 15]

ACRILONITRILO C3H6N 

E  +  G =  S   +  C

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