OP.UNITARIAS

Balance con reacción Química y recirculación

Ejemplo de aplicación.

Hidrogenación del Benceno
Dentro del proceso de diseño de una planta de ENAP. Se desea cuantificar el flujo de materialespara la sección del proceso de hidrogenación del benceno.
Se cuenta con los siguientes datos:

Reacción: C6H6 + 3H2 C6H12 conversión 99%

Diagrama de flujo de proceso:Línea 3 : Tiene 80% mol de H2

Línea 5: Tiene 100 Kg mol de Ciclohexano (C6H12)
3% mol de H2
y el C6H6 no reaccionado.

OBJETIVO: Calcular la composición en todas las líneas.PROPUESTA DE SOLUCIÓN

Paso 1. formamos una tabla para colocar los valores de flujo y

Paso 2. Colocamos el valor cero en las líneas donde no pase el material especificado:

líneas
MATERIAL 12 3 REACCIÓN 4 5 6
C6H6 0 0
H2 0
C6H12 0 0 0 0

Paso 3. Colocar en la línea 3 la cantidad de flujo de C6H6 Y la cantidad de H2 calculada de datos:
C6H6 C6H12
1 mol 1mol por tanto para obtener 100 moles de C6H12 deben reaccionar 100 moles de C6H6 pero........
la conversión es del 99% por tanto:
100 / 0,99 = 101,01 moles de C6H6
y en esa misma línea tambiéncircula H2 (dato: 80%) por tanto:
Si 101,01moles de C6H6 20% entonces:
X 80%

Entonces tenemos que hay 404,04 moles de H2

líneas
MATERIAL 1 2 3 REACCIÓN 4 56
C6H6 0 101,01 0
H2 0 404,04
C6H12 0 0 0 0






Paso 4. Colocar en la columna REACCIÓN los moles generados de productos (signo +)y los consumidos (signo -) y por sumaalgebraica obtenemos los moles de cada material que van por la línea 4:

líneas
MATERIAL 1 2 3 REACCIÓN 4 5 6
C6H6 0 101,01 -100 1,01 0
H2 0 404,04 -300 104,04
C6H12 0 0 0 100 100 0

Paso 5. Conlos datos que tenemos de la línea 5 calculamos los moles de H2 que circula en la línea 6 y en la 2 :

100 de C6H12 + 1,01 de C6H6 = 101,01 moles que son el 97% del material en esa línea por lo...