Balance de masas

Curso Introducción a al Ingeniería Química Repartido 1: Balance de masa

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2010 Par 1 de 6

1. 1000Kg./h de una mezcla de benceno (B) y tolueno (T) conteniendo 50% de benceno es
separada en dos fracciones mediante una destilación. El flujo masa de benceno en la cabeza de destilación es de 450Kg/h y el de tolueno en la cola es de 475Kg/h. La operación es en estadoestacionario. Calcular los flujos masa de benceno y tolueno en la cola y la cabeza de destilación respectivamente. R: wbenceno = 50 Kg/h; wtolueno = 25 Kg/h

2. Un evaporador, que opera en régimen estacionario, se alimenta con 50.000 Kg/día de
una disolución acuosa que contiene 8% de NaOH y 10% de NaCl. Del evaporador salen tres corrientes: V = vapor de agua puro, S = solución concentrada cuyacomposición es 50% de NaOH, 2% de NaCl y 48% de H2O y C = una suspensión que contiene 95% de cristales de NaCl y 5% de una solución concentrada de composición igual a la de la de corriente S. Todos los porcentajes están expresados en % en peso. Calcúlense los flujos, en kg/d, de las corrientes V, C y S.

R: V = 37.160 Kg/d ; C = 5095 Kg/d ; S = 7745 Kg/d

3. Una mezcla líquida que contiene 45.0 %masa de benceno y 55.0 % masa tolueno es
alimentada a una columna de destilación. De la cabeza de destilación se sabe que el 95.0 % mol es de benceno, y del flujo que sale por la parte inferior (cola de destilación) se sabe que contiene el 8.0% de benceno que se alimenta a la columna. El flujo volumétrico de alimentación a la columna es de 2000 l/h y su densidad es de 0.872Kg/l. Determinar elflujo masa de la cabeza y la cola de destilación, y la composición (fracción másica) de la cola de destilación. (PM benceno: 78,11 g/mol, PM tolueno: 92.13 g/mol) R: wentrada = 1774 Kg/h; wcabeza = 766 Kg/h; wcola = 978 Kg/h; xbenceno = 0,064; xtolueno = 0,936

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4. Una corrientelíquida, F = 1.000 Kg/h, formada por una mezcla de benceno y tolueno,
con una composición de 60% en peso de benceno, entra como alimentación de una torre de rectificación en la que se escinde en una corriente de cabeza del 95% en peso de benceno y una corriente de cola del 2% en peso de benceno. Calcúlense los flujo másicos, en kg/h, de las corrientes de cabeza y cola que salen de la columna. R:wcabeza = 624 Kg/h; wcola = 376 Kg/h

5. Debajo se muestra un diagrama de flujo de dos procesos unitarios continuos en estado
estacionario. Cada corriente contiene dos componentes, A y B, en diferentes proporciones. Hay tres corrientes (1, 2 y 3) que no se conocen su flujo y/o su composición. Calcular dichos flujos y composiciones.

R: Corriente 1: 60 Kg/h ; 23,3% A; 76,7% B Corriente 2:90Kg/h; 25,6% A; 74,4% B Corriente 3: 60 kg/h; 8,3% A; 91,7% B

6. En la figura se muestra un diagrama de flujo simplificado de la fabricación de azúcar. La caña de azúcar se alimenta a un molino donde se extrae jarabe por trituración; bagazo resultante contiene un 80% de pulpa. El jarabe (E) que contiene fragmentos finamente divididos de pulpa se alimenta a una malla que separa toda la pulpa yproduce un jarabe transparente (H) que contiene 15% de azúcar y un 85% de agua en peso. El evaporador produce un jarabe pesado y el cristalizador produce 800 Kg/h de cristales de azúcar.

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Determinar: a. El agua eliminada en el evaporador. b. El caudal de alimentación de caña deazúcar. R: a. 3.333 Kg/h; b.19.660 Kg/h

7. En la figura se representa un diagrama de flujo para la recuperación de acetona
contenida en una corriente de aire procedente de un secadero.

Según puede verse, 100 Kmol/h de una mezcla gaseosa de acetona y aire se trata con una corriente de agua A en una torre de absorción para dar lugar a una corriente gaseosa residual C, que se vierte a la...