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• Jose Luis Diaz Carrizales

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA

D

INICIAL AP. PATERNO

PETROQUIMICA BASICA PET – 219

TRABAJO PRACTICO

1 METANOL LOOP

UNIV. DIAZ CARRIZALES JOSE LUIS NOMBRES DE ESTUDIANTES: INGENIERIA PETROLERA CARRERA: ING. DANIEL ALVAREZ GANTIER NOMBRE DEL DOCENTE: I/2020 GESTIÓN ACADÉMICA: 18 DE JUNIO DE 2020 FECHA DE ENTREGA:

LA PAZ - BOLIVIA

PROBLEMA: se tiene el esquema que se adjunta con las corrientes molares para efectuar un balance de materia para un loop de metanol. DATOS: 25 % N 2

6 y Co(5) [mol Co /mol] y H 2(6) [mol H 2 / mol] y N 2(6) [mol N 2 / mol]

5

y Co(5) [mol Co /mol] y H 2(5) [mol H 2 / mol] y N 2(5) [mol N 2 / mol] 25 %

25 %

N2

4

n˙1[mol/h]

N2

y Co(4 ) [mol Co /mol] y H 2(4 ) [mol H 2 / mol] y N 2(4 ) [mol N 2 / mol]

ALIMENTACION 100 Mol/h 0,30 mol Co/ mol 0,60 mol H 2 / mol 0,10 mol N 2 / mol

1

2

REACTOR

COND

Co + 2 H 2

C H 3 OH 3

a) solucionar la velocidad del C H 3 OH en mol/h por 100 mol / h en F. b) velocidad y composición del gas de purga c) conversiones totales y simples

solución.  Balance Total o global (Todo el Proceso)  Corrientes F, 3, 5 o Balance Parcial: Para el N 2 : Salida = Entrada

n N =nN 2

2

y N 2(5) n˙5= y N 2(F) n˙F

0,25 n˙5 =0,1∗(100 mol/ h) n˙5 =40 mol

C H 3 OH

Para el Co : Salida = Entrada

nCo =n Co−ε y Co(5) n˙5= y Co (F ) n˙F −ε

(

y Co(5) 40

mol =0,3(100 mol/h) – ε………………………….(1) h

)

Para el H 2 : Salida = Entrada

n H =n H −2 ε 2

2

y H 2(5) n˙5= y H 2( F) n˙F−2 ε

(

y H 2(5) 40

mol mol =0,6 (100 )−2 ε ………………….(2) h h

)

En la corriente 5 y Co(5) + y H 2(5) + y N 2(5)=1 y Co(5) + y H 2(5) +0,25=1……………..(3) entonces : y Co(5) + y H 2(5) +0,25=1……………..(3)

( molh )=0,6 (100 molh )−2 ε ………………….(2) mol y Co ( 40 =0,3(100 mol/h) – ε………………………….(1) h ) y H 2(5) 40

( 5)

Resolviendo tenemos: y Co(5)=0,25 y H 2(5 )=0,6 ε=20 mol/h entonces :

Para el C H 3 OH : Salida = Entrada

nC H

3

OH

=nC H OH +ε 3

y C H 3 OH (3) n˙3 = y C H 3 OH (F ) n˙F +ε n˙3 =ε n˙3 =20 mol/h

Balance en cada unidad: ( en el reactor)

N2 :

y N 2(2) n˙2=¿ y N 2(2) n˙1 (4 )

Co y Co( 2) n˙2=¿ y Co(2) n˙1−ε= y Co(2 ) n˙1−20 ( 5 ) H2 C H 3 OH :

y H 2(2) n˙2= y H 2(1) n˙1−2 ε = y H 2( 1) n˙1−40 ε (6)

y C H 3 OH (2 ) n˙ 2 =0+ε =20 ( 7 )

En la corriente (2) y Co(2) + y H 2(2) + y N 2(2) + y C H 3 OH (2 )=1 y Co(2) + y H 2(2) + y N 2(2)=1− y C H 3 OH ( 2) (8)

En la corriente (1) y Co(1) + y H 2( 1) + y N 2(1)=1

Sumando la ec (4),(5) y (6)

( y N 2(2 ) + y Co(2) + y N 2(2) ) n˙2= ( y N 2( 2) + yCo(2) + y N 2(2) ) n˙1 −60 ec ( 10 ) Reemplazando ecuación (8) y (9) en (10)

( 1− y C H 3 OH (2) ) n˙ 2= n˙1−60 n˙ 2 − y C H 3 OH (2) n˙ 2=n˙1−60 ( 11 )

Reemplazando ecuación (7) en (11) n˙ 2 −20=n˙ 1−60 n˙ 2 =n˙ 1−40 (12 )

 En el punto de mezcla n˙ F + n˙ 6=n˙ 1 n˙ 1 =( 100+ 300 ) mol/h

n˙ 1 =400 mol /h

En la ecuación (12) n˙ 2 =( 400−40) n˙ 2 =360

mol h

En el condensador: n˙ 2 =n˙ 3 + n˙ 4 n˙ 4=n˙ 2−n˙ 3= (360−20 ) mol /h n˙ 4=340 mol /h

En el punto de derivación: n˙ 4=n˙ 5+ n˙ 6=( 40+300 ) mol/h n˙ 4=340 mol /h

Corriente 6 y Co(6 )= y Co( 5)=0,2 5 y N 2(6 )=0 , 25 y H 2(6)=0 ,5 Corriente 4

y N 2(6 )=0,25 y Co(4 ) n˙ 4= y Co(5 ) n˙ 5 +Co(6 ) n˙ 6

Co: y Co(4 )=

0,25∗40+0,25∗30 340

yCo( 4) =0,25

H 2: y H 2( 4 ) =

y H 2(4 ) n˙ 4= y H 2(5 ) n˙ 5 + H 2(6 ) n˙ 6 0 ,5∗40+ 0,25∗30 340

y H 2(4 )=0 5

C) conversión % conv =α Co : α=

ε nf

α=

20 mol/h 100 mol/h

α =0,20