Procesos Quimicos

BALANCE DE MATERIA: Es el esquema básico de toda transformación que se desee desarrollar en las diversas industrias que se tienen en la actualidad.
Para ello debemos conocer la ley fundamental como es: Ley de conservación de la materia
Acumulación = Entrada – Salidas + Generación – Consumo
Esto sucede dentro de un espacio que se llamará en adelante como sistema.
- Si dentro del sistema nohay generación o consumo de materia, la ley de conservación se transforma en:
Acumulación = Entradas – Salidas
- Si no existe acumulación o retención de materiales dentro del sistema, se dice que estamos en estado estacionario o uniforme.
Entradas = Salidas
Si no existen flujos de entrada y salida, se reduce al concepto básico la conservación de la materia dentro de un sistema cerrado oaislado.
Para todo balance de materia debe definirse un sistema, se entiende por esté a cualquier porción arbitraria o total de un proceso.
Proceso: Es el lugar donde sucede una transformación o cambio real de los elementos que ingresan a él, ya sean cambios físicos o químicos.
Sin reacción química
PROCESOS
Con reacción química (se debeaplicar estequiometria)
Un ejemplo de sistema en un proceso químico es: El equipo o lugar donde se realiza el proceso.
Un proceso donde se tiene un estado estable o uniforme es aquel como por ejemplo el proceso de producción de gelatina donde al final del proceso siempre queda un residuo que no se puede retirar: Falso
Bien, en el estacionario no hay acumulación
El método general para resolverbalances de masa (BM) es simple: Básicamente se debe seguir el siguiente esquema:
1. Definir el sistema. Abierto o Cerrado.
2. Dibujar un diagrama de proceso.
3. Colocar en el diagrama los datos disponibles.
4. Observar cuales son las composiciones que se conocen, o que pueden calcularse fácilmente para cada corriente.
5. Determinar las masas (cantidad enpeso) que se conocen, o que puedendefinirse fácilmente, para cada corriente. Una de estas masas puede usarse como base de cálculo.
6. Seleccionar una base de cálculo adecuada. Cada adición o sustracción deberá hacerse tomando el material sobre la misma base.
7. Asegurarse de que el sistema esté bien definido.
Una vez logrado lo anterior, se estará preparado para efectuar el número necesario de balances de materia.
1.- Un Balance demasa total.
2.- Un Balance de masa para cada componente presente.
En el proceso químico de A + B ----> C + D, para conocer el valor de D se debe: Realizar el balance masico total y de A, B. Bien.
Definiciones importantes: En los balances de materia siempre se debe tener en cuenta los conceptos
- Reactivo limitante: es aquel que se encuentra en la mínima cantidad estequiométrica.
- Reactivoen exceso: es el reactivo en exceso respecto al reactivo limitante.
Moles de exceso
% exceso = -------------------------------------------------------------------------------- * 100
Moles requeridas para reaccionar con el reactivo limitante
- Porcentaje o Factor de conversión: es la proporción de cualquiera de los reactivos que setransforma en productos.
- Rendimiento: para un solo reactivo y producto es:
Peso o moles del producto final
Rendimiento= R = --------------------------------------------------
Peso o moles del reactivo inicial
En caso de más de un producto y un reactivo, se debe determinar claramente cuál es el reactivo en el que se basa elrendimiento de la reacción.
Fórmulas a utilizar en el BM:
- RLCF * C = PD (molar)
- RLCF * PM2/PM1 * C = PD (peso)
- (RLCF + RLR) * C = PD (molar)
- (RLCF + RLR) * C * PM2/PM1 = PD (peso)
Donde cada una de las siglas significan:
RLCF: Reactivo limitante de carga fresca.
RLR: Reactivo limitante de reciclo.
C: Conversión.
PD: Producto deseado.
PM: Peso molecular.
Producto convertido...