Problema

Problema 1El ter etlico se produce deshidratando alcohol etlico en presencia de cido sulfrico a 140 C .

2C2H5OH C2H5OC2H5 + H2O

En la figura se presenta un diagrama simplificado del proceso. Si la conversin por paso en el reactor es de 87 % del alcohol alimentado calcule:

a) Los kilogramos de alimentacin nueva por hora

b) Los kilogramos de recirculacin por hora

Problema 2. El anlisis de un carbn de hulla indica que esta formado de 70% en peso de C, 20% de H, 2% de S y el resto de cenizas no combustibles. El carbn se quema a una velocidad de 5000Kg/h, y la velocidad con que el aire alimenta el horno es de 50Kmol/min. Toda la ceniza y 6% de carbono en el combustible salen del horno en forma de lodo fundido; el resto del carbono sale en el gas de emisin como CO y como CO2; el hidrgeno en el carbn de la hulla se oxida para formar agua y el azufre sale como SO2. La selectividad de la produccin entre el CO2 y el CO es de 10:1.

(a)Calcula el porcentaje de aire en exceso que alimenta el reactor.

(b)Calcula las fracciones molares de los contaminantes gaseosos (CO y SO2 en el gas de emisin.

(c)El dixido de azufre emitido es, por s solo, daino para la salud, pero representa un mayor peligro al medio ambiente como precursor de la lluvia cida.

El dixido de azufre se oxida para formar trixido de azufre bajo la accin cataltica de la luz solar y, a su vez, este ltimo reacciona con el vapor de agua para formar cido sulfrico, que finalmente cae a la tierra como lluvia. La lluvia cida formada de esta manera ha causado grandes daos a los bosques, campos y lagos en muchas partes del mundo. Para el horno descrito anteriormente, calcula la velocidad de formacin del cido sulfrico (Kg/h) si se hace la conversin de todo el SO2 emitido en la forma indicada.

Problema 3.- En el famoso proceso Haber para fabricar amoniaco, la reaccin se lleva a cabo a presiones de 800 a 1000 atmsferas y a 500-600 C empleando un catalizador apropiado. Slo una pequea fraccin del material que ingresa en el reactor reacciona en una pasada, por lo que se requiere recircular los reactivos que no reaccionan. Adems como el nitrgeno se obtiene del aire, contiene casi 1% de gases raros (principalmente argn) que no reaccionan Los gases raros se iran acumulando en el reciclaje hasta tener un efecto adverso sobre el equilibrio de la reaccin, as que se utiliza un pequeo flujo de purgado.

Como se muestra en la figura, la alimentacin nueva del gas que contiene 75.16 % de H2, 24.57% de N2 y 0.27 % de Ar se mezcla con el gas recirculado e ingresa en el reactor con una composicin de 79.52 % de H2. El flujo de gas que sale del separador de amoniaco contiene 80.01 % de H2 y nada de amoniaco. El amoniaco producido no contiene gases disueltos. Por cada 100 moles de alimentacin nueva calcular: (a).- cuantos moles se recirculan y cuantos moles se purgan?, (b) Cul es el porcentaje de conversin por paso, (c).-Cul es la conversin global.

3H2 + N2 2NH3

Problema 4 .- En el famoso proceso Haber para fabricar amoniaco, la reaccin se lleva a cabo a presiones de 800 a 1000 atm. Y a 500-600 C empleando un catalizador apropiado. Solo una pequea fraccin de el material que ingresa en el reactor reacciona en una pasada, por lo que se requiere una recirculacin. Adems, como el nitrgeno se obtiene del aire, contiene casi un 1% de gases raros (principalmente Argn) que no reaccionan. Los gases raros se iran acumulando en el reciclaje hasta tener un efecto adverso sobre el equilibrio de la reaccin, as que se utiliza un pequeo flujo de purgado.

Como se muestra en la figura , la alimentacin nueva de gas contiene 75,16 % de H2, 24,57 de N2 y 0,27 % de inertes se mezcla con el gas de recirculacin e ingresa en el reactor con una composicin de 79,52 % de H2. La conversin por paso del H2 en reactor es de 14 %. El flujo de gas que sale del separador de amoniaco contiene 80.01% de H2 y nada de amoniaco. El amoniaco producido no contiene gases disueltos. Por cada 100 moles de alimentacin fresca calcula :

a) Cuntos moles se reciclan y cuantos se purgan?

b) Cul es la produccin del NH3?c) Cul es la composicin de la recirculacin?

purgadoProblema 5.- La sntesis de cloruro de etilo se logra haciendo reaccionar el etileno y cloruro de hidrogeno en presencia de un catalizador de cloruro de aluminio:

Los datos del proceso y un diagrama de flujo esquemtico simplificado aparece a continuacin:

Datos:

Alimentacin A: 100 % HCL(g)Alimentacin B: 93 % mol de C2H4, 7% de C2H6,Producto C: consta de 1.5% de HCL, 1.5% de C2H4 y todo el C2H6 que entra al reactor

Producto D: 1600 kg de C2H5Cl(l)/h

Recirculacin al reactor: C2H5Cl(l)a).- A qu velocidad de flujo en kg/h entran al proceso las dos corrientes de alimentacin y cual es la velocidad de flujo en kg/h de la corriente de producto C.

b).- cual es la conversin global del HCL. Problema 6.- Los halogenuros de alquilo se utilizan como agentes alquilantes en diversas trasformaciones qumicas. Uno de ellos, el cloruro de etilo, se puede preparar mediante la siguiente reaccin:

En el proceso que se muestra en el diagrama, etano nuevo, cloro gaseoso y etano recirculado se combinan y alimentan al reactor. En una corrida de prueba se mezcla un 100 % de exceso de cloro con etano y se obtiene una conversin optima en un solo paso del 60 % y una conversin global del 100 %. Todo se convierte en producto y nada de l se pierde en productos no deseados. Calcule:

a).- La composicin de la alimentacin fresca requerida para la operacin

b).- los moles de C2H5Cl que se producen por cada mol de C2H6 en la alimentacin fresca

c).- La composicin de los gases de salida (corriente W).

Problema 7.-

Puede producirse cido actico mediante la reaccin:

3C2H5OH + 2Na2Cr2O7 + 8H2SO4 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2NaSO4 + 11 H2O

En el proceso que muestra la figura, se obtiene una conversin global del 90 % de C2H5OH, con un flujo de recirculacin igual al flujo de alimentacin de C2H5OH fresco. Los flujos de alimentacin de H2SO4 y Na2Cr2O7 frescos son 20% y 10 % respectivamente, de exceso sobre las cantidades estequiomtricas requeridas para la alimentacin fresca de C2H5OH. La corriente de recirculacin contiene 94 % de H2SO4 y el resto C2H5OH. Calcule el flujo del producto, la conversin por paso en el reactor, y la composicin de la corriente de desperdicio.SEPARADOR

DE ETER

SEPARADOR DE

C2H5OH

REACTOR

Desecho

Acido sulfrico

Agua

93 % H2SO4

07 % H2O

C2H5OC2H5 Puro

1200 kg/h

92 % C2H5OH

08 % H2O

95 % C2H5OH

05 % H2O

Dilucin de H2SO4

REACTOR

SEPARADOR

H2 75.16 %

N2 24.57 %

Ar 0.27 %

N2, H2, Ar

NH3 (liquido)

Purgado (gas)

N2,H2,I

reactor

separador

NH3

N2

H2

I

condensador

Reactor

Producto C

Producto D

Alimentacin A

Alimentacin B

Reactor

Separador

C2H6

Cl2 EMBED Equation.3

C2H6

C2H5Cl

W

H2

Cl2

100 % exceso CL2

Reactor

Recirculacin

C2H5OH

H2SO$

Na2Cr2O7

H2SO4

C2H5OH

CH3COOH

Productos de

desperdicio

_1280680904.unknown

_1280683057.unknown

_1279888951.unknown