Problemas de balance de masa con reacción química

Problemas de balance de masa con reacción química

1. En un reactor de alquilación se produce 2,2,4 trimetilpentano a través de la siguiente reacción:

Isobutano  +  Isobuteno        HF         2,2,4 trimetilpentano[pic 1]

Si la conversión del isobuteno es del 90 % y la producción de 2,2,4 trimetilpentano es de 100 kmoles/h. Calcular la composición molar y másica de la corriente de entrada y de salida al reactor para una relación molar a la entrada al reactor de Isobutano /Isobuteno: 10/1.

2. Una corriente de metanol ingresa a un reactor en donde se convierte en dimetiléter a través de la siguiente reacción:

2 CH3OH (g)                 CH3 OCH3 (g)  +   H2O (g)[pic 2]

2.1 Calcular el caudal molar y el caudal másico de ingreso de etanol al reactor para una conversión del metanol de 0.80 y una producción de dimetiléter de 100 kmoles/h.

2.2 Calcular el caudal molar y el caudal másico de hidrógeno que egresa del reactor

2.3 Verificar el balance de masa en el reactor (elaborar la tabla de balance de masa en el reactor)

1. En un reactor se produce benceno a partir de la hidrogenación del tolueno.

Si la conversión del tolueno es de 0,87 y la selectividad es de 0,92.

La relación molar de H2 a tolueno a la entrada del reactor es 5.

La producción de benceno es de 100 kmoles/h.

¿Cuál es la composición de la corriente de entrada y de salida del reactor?

[pic 3]

1. En la síntesis del metanol, el H2 y el CO2 reaccionan en cantidades estequiométricas. Se producen por un proceso de reformado de gas natural y contienen 0,5 % en volumen de inertes. En el reactor se obtiene una conversión del 60 % por paso. La concentración de inertes que entran al reactor debe mantenerse inferior al 2% en volumen. El proceso se realiza en estado estacionario y se puede admitir que todas las corrientes se comportan como gases ideales

Calcular cuántos moles se deben recircular por cada mol de alimentación que entra al

reactor y cuántos moles se deben purgar por cada mol de alimentación fresca

1. El cloro y el etileno en estado gaseoso reaccionan en el primer reactor  (Reactor de cloración) a una temperatura de 90 ºC y una presión de 1,5 atm y en presencia de cloruro férrico como catalizador. La conversión del cloro es total y la del etileno es del 99 % en este reactor. Un 98 % del etileno convertido se transforma en 1,2-dicloroetano, el resto se convierte en 1,1,2-tricloroetano. El efluente de este primer reactor se compone de etileno que no se convirtió, el cual se recicla a la entrada del reactor,

pequeñas cantidades de cloruro de hidrógeno que se neutraliza y se extrae en un tanque separador posterior, el 1,1,2-tricloroetano que se separa y no ingresa al segundo reactor y el 1,2-dicloroetano que como alimentación ingresa a un segundo reactor (Reactor de Pirólisis) que trabaja a una temperatura de 500 ºC y una presión de 26 atm. En este último reactor el 60 % del 1,2-dicloroetano que ingresa se transforma en cloruro de vinilo. El efluente de este reactor ingresa luego a un tanque de refrigeración por aspersión de agua de enfriamiento. Posteriormente, la corriente continúa refrigerándose en un condensador hasta alcanzar la temperatura de burbuja. Así ingresa a una primera columna de destilación que opera a 12 atm, donde por el tope se separa el cloruro de hidrógeno y por el fondo egresa una corriente que alimenta a una segunda torre de destilación que trabaja a una presión de 4,8 atm en la que por el tope sale el cloruro de vinilo y por el fondo el 1,2-dicloroetano que se recicla al segundo reactor. La producción de cloruro de vinilo es de 725,76 Kmoles/h

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