• Author / Uploaded
• mauricio

Citation preview

PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA A. En ácido sulfúrico se puede fabricar por el proceso de contacto de acuerdo a las siguientes reacciones: 1. S + O2 SO2 2. 2SO2 + O2 2 SO3 3. SO3 + H2O H2SO4 Como parte del diseño de una planta de ácido sulfúrico con una capacidad de 2000 toneladas por dia (ton/dia) con 66º Baume, (93.2 % de pureza en peso de ácido), Calcular las siguientes preguntas: Masa (H2SO4) =0.932 x 2000 ton./dia = 1864 ton. de H2SO4

1. ¿Cuántas toneladas de Azufre puro se requiere al día? PM= 98 g/mol H2SO4 = 98 ton. /día de H2SO4 PM = 64 g/mol SO2 = 64 ton/día de SO2 PM =80 g/mol SO3 = 80 ton/día SO3

SO3

H2SO4

2SO2

80 ton 98 ton. X 1864 ton. X = 1521.63 ton.de SO3

S

2 SO3

64 ton 80 ton X 1521.63 ton X =1217.30 ton.de SO2

SO2

32 ton 64 ton X 1217.30 ton. X = 608.65 ton.de S

2. ¿Cuántas toneladas de oxigeno se requiere al día? O2 32 ton.

SO2 2 SO3

64 ton. 2(80) ton. X1 1217.30 ton X1= 608.65 ton.de O2

O2 32 ton. X2

1521.63 ton. X2 = 304.33 ton.de O2

Oxigeno requerido = X1+ X2 = 608.65 ton. + 304.33 ton. =912.976 ton. de O2

3. ¿Cuántas toneladas de agua se necesitan al día para la reacción? H2O

H2SO4

18 ton. 98 ton. X 1864 ton. X= 342.36 ton. H2O

Considerando la combustión del metano tal como se muestra en la siguiente figura: Fujo (F) = 16 kg CH4 = 100 %

QUEMADOR

A = 300 kg Aire (O2) = 21 % N2 = 79 %

P= X CO2 = X N2 = X O2 = X H2O = X

Determinar el flujo de salida (P) y su composición PM = 16g/mol CH4 Entra:  (ṇCH4) = 16Kg 16Kg/Kmol = 1 Kmol CH4  (ṇO2) = 300 kg Aire(1K mol/29 kg A)x 0.21 Kmol O2 /1K mol A = 2.1724 K mol O2  (ṇN2) = 300 kg Aire(1K mol/29 kg A)x 0.79 Kmol N2 /1K mol A = 8.1723 K mol N2

CH4 +

2O2

GENERACION:  1 K mol CO2  2 K mol H2O CONSUMO  1 K mol CH4  2 K mol O2

CO2 + 2 H2O

(Relación estequiometria)

Balance de moles Acum. CH4 O2 N2 CO2 H2O

0 0 0 0 0

+Entra 1 2.1724 8.1723

0 0

-Sale ṇCH4 ṇO2 ṇN2 ṇCO2 ṇH2O P

+Generació n 0 0 0 1 2

-consumo

salida

1 2 0 0 0

0 0.1724 Kmol O2 8.1723 Kmol N2 1Kmol CO2 2 Kmol H2O 11.3447 Kmol