Balance de materia

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COMENTARIO:
Los siguientes ejercicios se resolverán numéricamente en hoja electrónica. Junto con la solución se deberá incluir la tabla inicial de grados de libertad
Fecha de entrega: jueves 12 deEnero de 2012, 11 am, salón 309 Edif. Aulas de Ingeniería
.

1. El ácido sulfúrico se produce por oxidación sucesiva de azufre hasta SO3 seguida de reacción con H2O; sin embargo esta últimareacción es fuertemente exotérmica y puede hacer que el agua se vaporice de manera que disminuye la posibilidad de avance de la reacción. Por esto la reacción tiene lugar en una columna de absorción conácido sulfúrico de concentración moderada. El proceso se resume en el diagrama adjunto.
N1azufre
N3
x3O2
x3N2
x3SO2
N2aire
x2O2 = 0.21
x2N2 = 0.79
N4
x4O2
x4N2
x4SO3
N11
x6O2
x6N2
F12w12H2O = 0.2
w12H2SO4 = 0.8
F13H2O
F7
w7H2O = 0.1
w7H2SO4 = 0.9
F5
w5SO3 = 0.375
w5H2SO4 = 0.625
F9
w9H2O = 0.1
w9H2SO4 = 0.9
N6
x6O2
x6N2
x6SO3 = 0.12
F10
w10H2O = 0.1
w10H2SO4 =0.9
I
II
III
IV
V
VI
Convertidor catalítico
F8 = 20 000 lbm /día
w8H2O = 0.1
w8H2SO4 = 0.9

El azufre se oxida con aire, 50% en exceso, en el quemador. La reacción es:

La corrientegaseosa se introduce al convertidor catalítico para la reacción:

En la columna I, torre de óleum, el SO3 reacciona con el agua de la corriente de ácido, concentración 90%p, para formar más H2SO4 yadicionalmente el SO3 se disuelve en el ácido para formar óleum, de concentración 37,5%p de SO3. La corriente gaseosa de salida de esta columna (contiene 12% mol de SO3) se dirige a la columna II, torre deácido, para absorber todo el SO3, mediante contacto con ácido de concentración 80%p.
El ácido necesario en la columna II, torre de ácido, se prepara mediante recirculación de ácido concentrado, 90%p,y adición de agua en el tanque de dilución.
Determinar el balance de materia para producir 20000lb/día de H2SO4, 90%p

2. En un proceso se recupera carbonato de sodio mediante su conversión...
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