Test estadistica - Balances de Materia

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA

Facultad de Ingeniería Química

[pic 1]

Banco de Problemas

                                            IQ I

BALANCES DE MATERIA  

M.C. ESMERALDA VIDAL ROBLES

PRIMAVERA 2012

NOTA: SOLO CALCULAR GRADOS DE LIBERTAD DE PROBLEMAS 1, 2 y  3

[pic 2]

1. Un fabricante de licores tiene un gran número dificultades en su columna de destilación. La operación se muestra en el diagrama. Ha encontrado que pierde demasiado alcohol por el producto de fondos (desperdicio).

1. Analizar los grados de libertad del sistema.
2. Calcular la composición de fondos para dicho fabricante. El  peso de destilado es 1/10 del de la alimentación

[pic 3]

Rta =b) 4.45% etanol;  95.5% agua

2.Típicamente se usan los evaporadores para concentrar soluciones, eliminando por ebullición algo del solvente. Para economizar en las necesidades de energía, frecuentemente se efectúa la evaporación en etapas; cada etapa proporciona algo de las necesidades de energía. En la evaporación en etapas múltiples que muestra la figura , se concentra una solución de azúcar con 50% en peso hasta 65% en peso, evaporando cantidades iguales de agua en cada una de las cuatro etapas. Para una alimentación de total de 50000 lb/h. Haga una tabla de grados de libertad y determine las concentraciones de las corrientes intermedias.

        Rta:  X2= 0.53;  X3=0.564;  X4=0.603

[pic 4]

[pic 5][pic 6][pic 7]

3.El flujo de alimentación a una unidad que consiste en dos columnas contiene 30% de benceno (B), 55% de tolueno (T)y 15% de xileno (X). Se analiza el vapor de destilado de la primera columna y se encuentra que contiene 94,4% de B, 4,54% de T y 1,06% de X. Los fondos de la primera columna se alimentan a la segunda columna. En esta segunda columna, se planea que 92% del T original cargado a la unidad, se recupere en la corriente de destilado, y que el T constituya el 94,6% de la corriente. Se planea además que 92,6% del  X cargado a la unidad se recupere en los fondos de esta columna y que el X constituya el 77,6% de dicha corriente.  Si se cumplen estas condiciones, calcule :

1. Todas las corrientes que salen de la unidad.

b)        La recuperación porcentual del benceno en la corriente de destilado de la primera columna.

[pic 8]

Rta: b) 0.90

4. Se le solicita a un ingeniero  que trabaja en cierta compañía, que  establezca un sistema de recuperación de acetona. A partir de la información indicada en el diagrama, se desean conocer los flujos másicos de todas las corrientes, con el  objeto de poder determinar el tamaño del equipo. Se pide calcular además la composición  de  la carga de alimentación a la columna de destilación.

        Rta =         Aire = 9700 Kg/h                        F    = 1260 Kg/h

                Acetona en agua = 1500 Kg/h        X   = 20% acetona

                Fd  = 239  Kg/h                        Y   = 80% agua

[pic 9]

5.En el diagrama se muestran datos de un evaporador. Calcular la corriente de recirculación.

Rta = 7667 Kg/h[pic 10]

6.El tren de separación de cuatro unidades que se muestra en la figura ha sido diseñado para separar 1000 moles/h de una alimentación de hidrocarburos que contiene 20% de CH4 , 25% de C2H6 ,40%  de C3H8  y el resto de C4H10 (todos los porcentajes en moles) en cinco fracciones. Con las composiciones en porcentajes en mol indicadas, calcular los flujos de todas las corrientes en el proceso, suponiendo que la recirculación a la unidad I es 50% de los fondos de la unidad II.

...