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• Miguel Angel Cerón Cerón

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA TULA TEPEJI EVALUACIÓN EXTRAORDINARIA INFORMATICA II Nombre: _________________________________________________________ Grupo:______ Instrucciones: resuelva los siguientes ejercicios, anexar los archivos de Excel y CHEMCAD de la solución de cada uno de ellos, no se permite ningún tipo de consulta 1. En tanque de 2 m3 de capacidad inicialmente lleno hasta un 50 % de capacidad se disuelven 10 kg de sal, en determinado momento se bombea solución salina con un gasto de 200 L/min y la solución perfectamente mezclada sale del tanque a razón de 150 L/min, si se considera que la solución añadida al tanque contiene 10 gramos de sal por cada litro de agua ¿Cuál será la concentración de sal a los 10 minutos? Resuelva el ejercicio mediante el método de Runge Kutta de cuarto orden empleando un tamaño de paso de 0.5 (adjuntar archivo Excel) (2. 5 puntos) 2. Para la producción de cumeno se alimenta al reactor una corriente compuesta por 200 Kmol/hr de benceno a 10 bar y 25 °C junto con una corriente de 104 Kmol/hr compuesta por 95 % mol de propileno y el resto de propano a 30 bar y 25 °C, las corrientes deben entrar al reactor a una temperatura de 374 °C y 25 bar de presión. El cumeno se produce mediante la reacción: 𝐶6 𝐻6 + 𝐶3 𝐻6 → 𝐶9 𝐻12 La conversión de esta reacción es de 96.5 % y se lleva a cabo a 419 °C y 25 bar de presión, desgraciadamente a las condiciones de reaccion el propileno reacciona con el cumeno formado para producir diisopropil benceno según la reacción: 𝐶3 𝐻6 + 𝐶9 𝐻12 → 𝐶12 𝐻18

La conversión de esta segunda reacción es de 2.6 %. El efluente del reactor debe procesarse para a que las condiciones de presión y temperatura sean de 1.2 bar y 90 ºC a fin de alimentarse a un separador flash donde se separa el propileno y el propano de la mezcla gaseosa, la corriente rica en cumeno es alimentada a una columna de destilación que opera con un reflujo de 0.284 a 1.2 bar de presión constante y por la cual se espera tener una recuperación del 97 % de cumeno producido y una recuperación de 97% del compuesto que acompaña al cumeno en la alimentación a la columna. En base a la información anterior simule el proceso en CHEMCAD® y obtenga:

Dr. José Gabriel Téllez Romero

Ing. Miguel Angel Cerón Cerón

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA TULA TEPEJI a) Los flujos y composiciones de todas las corrientes de proceso b) La carga térmica del calentador c) El diagrama de equilibrio para los componentes clave ligero y clave pesado que se alimentan al destilador mediante los modelos termodinámicos Margules, NRTL y UNIFAQ d) El número de etapas y la etapa de alimentación en la columna de destilación e) Mediante un análisis de sensibilidad analice el número de etapas como función del reflujo, según los resultados establezca cual es el número de etapas teóricas optimo según su criterio (adjuntar el archivo de la simulación para verificación) (5 puntos) 3. Se requiere mejorar un gas de síntesis a 200 ºF que contiene CO, H2 en relación 1:2.9 y una pequeña cantidad de metano (4% mol) aumentando el contenido de metano en el gas con base en la siguiente reacción: 𝐶𝑂 + 𝐻2 → 𝐶𝐻4 + 𝐻2 𝑂 Se empleara el sistema de recirculación mostrado en la figura, el reactor opera a una conversión de 40% y a una temperatura de salida de 1000 ºF, la corriente de salida del reactor se ajusta a una temperatura de 500 ºF. El separador flash opera de tal manera que se obtiene una corriente gaseosa con 0.95% mol de agua y una corriente liquida compuesta únicamente por agua, ambas corrientes a 100 ºF, la corriente de producto deberá contener 11% mol de CO y 53 % mol de metano a 200 ºF. Suponga que el proceso se lleva a cabo a 100 Psia de presión constante

Calcule el flujo de alimentación para obtener 192 lbmol/hr de producto con las especificaciones requeridas mediante la simulación del proceso en CHEMCAD® (2.5 puntos)

Dr. José Gabriel Téllez Romero

Ing. Miguel Angel Cerón Cerón