• Author / Uploaded
• cv

• Categories
• Cloro
• Hidrógeno
• Amoníaco
• Benceno
• Hierro

Citation preview

A.- En una laboratorio se obtiene sulfato ferrico con ácido sulfúrico , Se alimenta solucion de ácido sulfúrico (1.8 g/cm3) Y 1000 Kg de Fe . La producción es de 45 a) El reactivo limitante b) La eficiencia del proceso. c) Los Kg. De H2 y su volumen en m3 en condiciones normales

Masas atomicas Fe : S: O: H:

Fe

+

55.85 32.0 16.0 1.0

Lb/lb Lb/lb Lb/lb Lb/lb

H2SO4

mol mol mol mol

FeSO4

+ H2

55.85

98

151.85

2

1655.1

2904.18

4500

59.3

Máx. H2SO4

2867.53

5031.6

7796.49

102.69

Máx. Fe

2204.6

3868.39

5994

78.9

Según producto:

Evaluado el reactivo limitante. En la relación estequimetrica del Fe maximo alimentado se verifica que es el reactivo limitante.

Eficiencia del Proceso: E=

75.07%

Masa de hidrogeno: m=

Volumen de hidrogeno:

26.8844 Kg

P.V=n.R.T V=

301.138 m3

sulfúrico , Se alimenta 335 galones/hora de una a producción es de 4500 lb/h de hierro. Calcular:

ales

H2

1000 Kg Fe

REACTOR

H2SO4 335 gal/h Para conversion Fe:

1000.0

Dfe: 1 Lb 1gal:

1.8 453.6 3.785

1 Lt 1 Kg

1000 1000.0

Condiciones Normales

Kg g/cm3 g lt cm3 g

T P R n

273 K 1 Atm 0.08206 Atm.L/mol.K 13442 moles

FeSO4

4500 Lb/h

Eficiencia del proceso =

1000 Kg. Fe 2204.5855 Lb

75.07%

H2

59.27 Lb 26.88 Kg 301.14 m3

REACTOR

FeSO4 4500

H2SO4 335 Gal./h 5031.6468 Lb

Lb

B. Se alimentan a un reactor una mezcla de hidrógeno y nitrógeno en una relacion mol proceso de obtencion de amoniaco es del 30%, calcular los kg. De amoniaco producido mezcla inicial y el % de hidrógeno en exceso.

3 H2 + N2

2 NH3

Moles

3

1

2

Hidrogeno

4

1.33

2.67

Nitrogeno

3

1

2

0.9

0.3

0.6

30%

H: N:

1 14

Evaluado el reactivo limitante:

En la relación estequimetrica del N maximo alimentado se verifica que es el limita

geno en una relacion molar de 4. Si el g. De amoniaco producidos por 100 kg. De

H2 4 moles MEZCLA

5 moles

N2 1 mol

g/mol g/mol

se verifica que es el limitante.

REACTOR

NH3

H2 4 8

mol Kg

N2 1 28

mol Kg

% H2 exceso:

NH3 REACTOR

0.6 10.2

Moles Kg

Kg NH3 Kg Mezcla inical

0.28

En un proceso para obtener un halogenuro aromáticos, se alimentan a un reactor Cloro g El 90% de los 150 kilos de benceno forma el monobenceno y 15% de este reacciona y for en exceso abandonan el reactor como gases. Calcular La masa y la composición del produ

Primera reaccion 90% del Benceno C6H6

+ Cl2

C6H5Cl

+ HCl

78

71

112.5

36.5

135

122.9

194.712 15%

63.17

Alimentacion del Cl2 con 20% de exceso C6H6

+ Cl2

C6H5Cl

+ HCl

78

71

112.5

36.5

135

122.88 147.46

194.712

63.17

C6H5Cl + Cl2

C6H4Cl2

+ HCl

112.5

71

147

36.5

29.21

18.433

38.16

9.476

alimentan a un reactor Cloro gaseoso y benceno. Durante la reacción se forman los productos monoclorado y d o y 15% de este reacciona y forma el diclorobenceno. La corriente de cloro ingresa con un 20% de exceso. El HC masa y la composición del producto líquido y la corriente de gases de salida.

Cl2

C:

12

g/mol

H:

1

g/mol

C6H6

Cl:

35.5

g/mol

150 Kg 90% Rendimiento

roductos monoclorado y diclorado. n un 20% de exceso. El HCl y el Cl2

Cl2

HCl

C6H5Cl

C6H4Cl2

REACTOR

C6H6

C6H6 150 Kg REACTOR

Cl2 147.46 Kg

Cl2

6.14

Kg

HCl

72.65

Kg

C6H6

15

Kg

C6H5Cl

165.50 Kg

C6H7Cl2

38.16 Kg

Para producir ácido nitrico en un reactor se alimentan 25 kmol de amoniaco y 50 kmol oxigeno, el proceso tiene una conversion de 90% del amoniaco. Calcule los flujos de sa reactor para todos los componentes. Diseñar el reactor si los parámetros de trabajo so K; P: 250 atm y la relacion H/D = 2

2 O2 Kmoles

+ NH3

HN3 + H2O

2

1

1

1

Alim. NH3 90%

45

25 22.5

22.5

22.5

Alimen. O2

50

25

25

25

25 50

P= T= n= R= V=

250 Atm. 400 K 0.08206 atm . L/mo. K

de amoniaco y 50 kmol de o. Calcule los flujos de salida del arámetros de trabajo son : T: 400

HNO3 Kmol Kmol

NH3 O2

REACTOR

NH3 O2 H2 O

NH3 25 Kmol 3.273 Mts. O2

REACTOR

50 Kmol

1.64 m

Vreactor=

6.893

m3

HNO3

22.5

Kmol

H 2O

22.5

Kmol

NH3

2.5

Kmol

5

Kmol

O2

^

En un reactor se obtiene cloro a partir de HCl, se alimentan 500 lb de una retorta que c MnO2) y 3500 Lts de HCl (peso específico de 1,098 y 20% de pureza). La reacción se co Calcular: a) libras de cloro que producen b) porcentaje de exceso de los reaccionantes. MnCl2 = 125,8 MnO2 430 Lb

REACTOR

HCl 1694.4 Lb

HCl:

3500 L 1.098 p.e. 20% pureza

MnO2:

Masa HCl = V * Pe. * % Masa HCl =

Masa H2O =

768.6 Kg 1694.44 Lb 3074.4 Kg

6777.78 lb

an 500 lb de una retorta que contiene pirolusita (86% de % de pureza). La reacción se completa hasta el 92%.

exceso de los reaccionantes.

PM: MnO2 = 86,9

MnCl2 Cl2 H2 O MnO2 HCl Hallando el reactivo limitante 500 lb 86% retorta

MnO2 Lb

+ 4HCl

86.9

146

1008.54

1694.44

430 395.6

722.44 664.644

430 lb Max. HCl Reaccion

92% Max. MnO2 92%

El limitante es el MnO2

MnCl2

+ Cl2 + 2H2O

125.8

71

36

1966.5

824

418

622.49 572.69

351 323

178 164

MnO2 MnO2 0 HCl HCl 0.00

REACTOR

% Exceso 0 MnCl2 Cl2 H2O MnO2

622.49 Lb 351.32 Lb 178.14 Lb -430.00 Lb #VALUE! Lb

#VALUE! #VALUE!

En el proceso de fabricación de lejia, el cloro gaseoso se burbujea por una disolución ac hidróxido de sodio, después de lo cual el producto deseado se separa del cloruro de so secundario de la reacción). Una disolución de NaOH en agua que contiene 1145 Ibm de hace reaccionar con 851 Ibm de cloro gaseoso. El NaOCl formado pesa 618 lbm.

Cl2 851 Lb

REACTOR NaOH 1145 Lb

Cl2 71

+

2NaOH ---> NaCl + NaOCl 58.5

74.5

Evaluando el reactivo limitante Max Cl2 851 958.87

701.18

892.95

Max. NaOH

837.28

1066.28

1016.19

80

1145

+

H2O

El reactivo limitante es el Cl2 Evaluando el consumo de reactivos con la obtencion de NaOCl: 618 Lb NaOCl

588.97

663.62

485.28

618

e burbujea por una disolución acuosa de ado se separa del cloruro de sodio (un producto agua que contiene 1145 Ibm de NaOH puro se l formado pesa 618 lbm.

OCl

NaCl NaOCl H 2O Cl2 NaOH

+

H 2O 18

215.75 257.63

n de NaOCl: 618 Lb 149.32

618 Lb

Cl2 NaOH 0 NaOH 0.00 0.00

REACTOR

Maxima

% Exceso produccion % reactivos Conversion de lejia H2O

0.00 Lb

Cl2 NaOH

0.00 Lb 0.00 Lb 0.00 Lb 0.00 Lb

0 0

1066.28 #VALUE! #DIV/0! 0.00%