Guia de practica balance de materia y energia

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE RIO CUARTO

Facultad de Ingeniería

Guía de Problemas

BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

Código: 9130

Carrera: Ingeniería Química

BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

Desarrollar el flow-sheet para un proceso que produzca acetona a partir de una alimentación de una mezcla azeotropica de isopropanol y agua.

La cinética de reacción estudiada utilizando lasiguiente estequiometría:

Isopropanol ( Acetona + H2

recomienda trabajar a T = 572 (F y P = 1 atm. Considerar que en una evaporación flash, una cantidad apreciable de acetona deja el flash con la fase vapor. Esquematizar el sistema de separación, la estructura de reciclo y la estructura de entrada-salida.

En la producción de Anhidrido Acético tienen lugar las siguientes reaccionesquimicas:

Acetona ( Queteno + CH4
700 (C, 1 atm
Queteno( CO + ½ C2H4

80 (C, 1atm Queteno + Ácido Acetico( Anhídrido Acético

a. Cuantos sistemas de reaccion son necesarios?
b. Determinar el numero de corrientes de salida, de reciclo y realizar los diagramas de las estructuras de entrada-salida, de reciclo y deseparación.
Datos:

|Componentes |PNE (F |Destino |
|CO |-312,6 |Subproducto combustible |
|CH4 |-258,6 |Subproducto combustible|
|C2H4 |-154,8 |Subproducto combustible |
|Queteno |-42,1 |React instable-convertido complet. |
|Acetona |133,2 |React -reciclo a R1 – liquido |
|Ácido acético |244,3 |React - reciclo a R2 – liquido |
|Anhídrido acético |281,9 |Producto primario |

c. Determinar la secuencia de columnas simples utilizando lossiguientes datos:
Se requiere una pureza de anhídrido de 99%, y de no separar los livianos en el tren de destilación (dato provisto por un balance de masa) estos livianos no permitirán alcanzar ese grado de pureza

d. Datos de Volatilidades

CO: 2.9

CH4: 2.8
C2H4: 2.7
Acetona: 1.7
Ácido acético: 1.6
Anhídrido acético: 0.8
Esconveniente una secuencia directa o indirecta? Suponer que el anhídrido acético ataca el material de los equipos.
e. Generar alguna alternativa con columnas complejas. Considerar como datos para la entrada al tren de destilación: PI (cantidad porcentual de productos intermedios) = 50%; PT (productos de tope) = ~PF (productos de fondo)
f. Esquematizar el diagrama de flujo del proceso.

1. Parala producción de estireno se cuenta con los siguientes datos iniciales:

Etilbenceno Estireno + H2
Etilbenceno ==> Benceno + Etileno
Etilbenceno + H2==> Tolueno + CH4

Condiciones operativas óptimas: 1115 (F y 25 psia.
Alimentación al sistema: etilbenceno y benceno 2%
Encontrar una alternativa de diseño adecuada.

Sistemas no Reaccionantes

Balances de masa2. 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).
a. Analizar los grados de libertad del sistema.
b. Calcular la composición de fondos para dicho fabricante. El peso de destilado es 1/10 del de la alimentación

Rta =b)...
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