UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO Escuela Superior Tepeji Ingeniería Industrial. Alumno: Marco Antonio Reyes A
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO Escuela Superior Tepeji Ingeniería Industrial.
Alumno: Marco Antonio Reyes Arenas.
Semestre: 7
Grupo: 1
Profesor: Miguel Ángel Hernández Garduño.
Materia: Operaciones Unitarias.
Portafolio de evidencias primer parcial.
27 de Agosto del 2014.
Evidencia 1: Determina las fracciones en masa y en mol correspondientes a la siguiente mezcla: 122 gramos de Yoduro de Sodio ( ), 120 mililitros de agua ( ) y 220 de ácido sulfúrico ( ). La mezcla se lleva a cabo a temperatura constante de 20 °C y a esa temperatura la densidad del agua es de y para el ácido .
)(
( (
) )(
)
Evidencia 2: En un proceso para concentrar jugo de naranja se tienen inicialmente 1000 kg de jugo con una concentración de sólidos de 12.5% del peso. Una maceración genera dos corrientes, una de 800 kg como jugo filtrado y 200 kg de pulpa. Solo el jugo filtrado ingresa a un evaporador al vacío donde se concentra hasta el 58% de sólidos. Los 200 kg de pulpa se combinan en un mezclador con el jugo producto del evaporar para mejorar el sabor. La concentración a la salida del mezclador es de 42%. Calcula la concentración de sólidos, los kilogramos del jugo concentrado final y la cantidad de agua evaporada.
W Evaporador
J 800 kg
E 1000 kg
F WA=0.58 WB=0.42
Maceración
WA=0.125 WB=0.775
Mezclador
S WA=0.42
P 200 kg
Balance evaporador Balance global ( (
Balance en A ( )
( )
(
) )
( )
(
)(
) Balance de maceración (
Balance mezclador
)
(
)
)
Evidencia 3: Realiza el balance de materia correspondiente para el proceso de producción de hidróxido de sodio ( ). Una corriente de ingreso a un evaporador inicial con una concentración del 10% en peso de . A la salida de ese evaporador la concentración final para el es de 18%. Esta misma ingresa a un segundo evaporador hasta alcanzar una concentración final del 50% en peso de salidas que servirá para producir limpia hornos a nivel industrial. Determina la corriente de producto de los 2 evaporadores y el total de agua evaporada. W Evaporador
Evaporador
E 4000 kg/hr WA=0.1 WB=0.9
Y
S
P WA=0.18 WB=0.82
Balance en A en primer mezclador (
)
(
) Balance en A en segundo mezclador (
)
(
)
Balance en primer evaporador Balance en segundo mezclador
Balance general
Agua evaporada
Evidencia 4: Realiza el mismo balance de materiales si la corriente de alimentación al primer reactor es de 185.6 kg/hr de azufre, la conversión en el primer reactor es del 79%, 88.1% para el reactor II y 91.5% para el de absorción.
H2O 4.038 mol
S 1.218 mol SO2 0.545 mol 79%
S 185.7 kg/hr 5.803 mol
I
88.1%
SO2 4.584 mol
II
O2 0.272 mol O2 1.218 mol
O2 5.803 mol
→ ( (
) )
⁄ ( ( (
) ) )
→
O2 2.292 mol
H2O 0.343 mol SO3 4.038 mol
91.5%
H2SO4 3.694 mol SO3 0.343 mol
→ ( (
) )
Reactor I Entradas mol 5.803 5.803
S O2 Total
Masa (kg) 185.696 185.696 371.392
Salidas mol 4.584 1.218 1.218
SO2 S O2 Total
Masa (kg) 293.376 38.976 38.976 371.328
Reactor II Entradas mol 4.584 2.292
SO2 O2 Total
Masa (kg) 293.376 73.344 366.72
Salidas mol 0.545 0.272 4.038
SO2 S SO3 Total
Masa (kg) 34.88 8.704 323.04 366.624
Torre de Absorción Entradas mol 4.038 4.038
SO3 H2O Total
Masa (kg) 323.04 72.684 395.724
Salidas mol 0.343 0.343 3.694
H2O SO3 H2SO4 Total
Masa (kg) 6.174 27.44 362.012 395.626
Evidencia 5: N2 13.828 mol
H2O 3.661 mol
N2 4.589 mol NO 0.598 mol
NH3 0.499 mol
𝑁𝐻
83%
50 kg 2.941 mol
NO 2.441 mol
I
NO2 1.842 mol
H2O 3.102 mol NO2 0.165 mol 75.5% II
O2 0.298 mol O2 0.624 mol Aire O2 =3.676 mol N2=13.828 mol
H2O 3.661 mol
→ ( ( ( (
) ) ) )
( (
→ ) )
Aire O2=1.22 N2=4.589 mol
NO 4.589 mol HNO3 1.117 mol
(
)
→ ( ( ( (
) ) ) ) Reactor I Entradas mol 2.941 3.676 13.828
NH3 O2 N2 Total
Masa (lb) 50 117.632 387.184 554.816
Salidas mol 2.441 3.661 0.499 0.624 13.828
NO H2O NH3 O2 N2 Total
Masa (lb) 73.23 65.898 8.483 19.968 387.184 554.763
Reactor II Entradas mol 2.441 4.589 1.22
NO N2 O2 Total
Masa (lb) 73.23 128.492 39.04 240.762
Salidas mol 0.598 1.842 4.589 0.298
NO NO2 N2 O2 Total
Masa (lb) 17.94 84.732 128.492 9.536 240.7
Torre de Absorción Entradas mol 1.842 3.661
NO2 H2O Total
Masa (lb) 84.732 65.898 150.63
Salidas mol 3.102 0.165 0.558 1.117
H2O NO2 NO HNO3 Total
Masa (lb) 55.836 7.59 16.74 70.371 150.53
Evidencia 6: Determina la concentración del líquido remanente y del vapor generado en una destilación diferencial en la mezcla pentano-heptano en cada uno de los siguientes incisos: a) L1=250 lb mol X1=0.56 D=100 lb mol X2=? Yprom=?
(
(
)(
) )
X
Y
(Y-X)
1 0.867 0.594 0.56 0.398 0.254 0.145 0.059 0
1 0.984 0.925
0 0.117 0.331
0.836 0.701 0.521 0.271 0
0.438 0.447 0.376 0.212 0
(
)
(
)
0 0.854 3.021 2.892 2.283 2.237 2.659 4.716 0
( (
) )
(
)(
b) L1=115 kg mol X1=0.4 D=78 kg mol X2=? Yprom=?
(
)
) (
)(
)