Balance

BALANCE DE MATERIA EN SISTEMAS DE CONDENSACIÓN Y VAPORIZACIÓN. VAPORIZACIÓN.

Carrera de Ingeniería Ambiental Ambiental Facultad de Ingeniería

1. Una solución compuesta de 50% de etanol (C2H5OH), 10% metanol (CH3OH), y 40% agua (H2O) es ingresada a 100 kg/hr  a un separador que produce una corriente de 60 kg/hr con la siguiente composición: 80% C2H5OH, 15% CH3OH, y 5% H2O, y una segunda corriente de composición desconocida. Calcular la composición (en %) de los tres componentes en la corriente desconocida y el caudal en kg/hr.

2. ¿Cuántos kilogramos de O 2  deben suministrarse para quemar por completo 150 kilogramos de propano y cuántos kilogramos de agua se forman si el grado de finalización de la reacción es del 90% y el oxígeno se suministra en un 32% en exceso ?

3. Para formar 4,500 lb de FeSO4 se necesitó 1 tonelada de hierro. Si se suministran 335 galones de H 2SO4 puro cuya densidad es 1.8 g/cm 3. Calcular: a. El reactivo limitante. b. El porcentaje exceso. c. El grado de finalización. d. Los kilogramos de H2 obtenidos y su volumen a condiciones normales.

4. Una mezcla de H2 y N2 con una relación molar de 4 (moles de H2/mol de N2), se alimenta a un reactor de amoniaco. Si el grado de finalización es del 30%, calcular los kilogramos de amoniaco producidos por kilogramo de mezcla inicial y el porcentaje de H2 en exceso.

5. La reducción de mineral de magnetita, Fe 3O4, a hierro metálico, puede efectuarse haciendo reaccionar al mineral con hidrógeno. Las reacciones que ocurren son: Fe3O4 + H2 = 3 FeO + H2O FeO + H2 = Fe + H2O Cuando se alimentan a un reactor 4 kg-mol/hr de H 2  y 1 kg-mol/hr de Fe3O4, se obtiene una descarga en estado estable de 0.1 kg-mol/hr de magnetita y 2.5 kg-at/hr de Fe, junto con otras sustancias. Calcule la descarga completa del reactor.

6. El clorobenceno se fabrica haciendo reaccionar cloro seco con benceno líquido, utilizando cloruro férrico como catalizador. Existen dos reacciones donde se forma mono y diclorobenceno: C6H6 + Cl2 = C6H5Cl + HCl C6H5Cl + Cl2 = C6H4Cl2 + HCl El 90% del benceno forma monoclorobenceno y 15% de éste reacciona para formar  diclorobenceno. El Cl2 se suministra en un 20% en exceso del necesario para la monocloración. El HCl y el Cl2 en exceso abandonan el reactor como gases. El producto líquido obtenido contiene benceno sin reaccionar, mono y diclorobenceno. Sobre la base de 100 lb de benceno alimentado, calcular: a) La masa y composición del producto líquido. b) La masa y composición de los gases que abandonan el reactor.

7. Se hidrogena una mezcla de etileno y butileno para producir una mezcla de productos que contiene etileno, butileno, etano, butano e hidrógeno. Si se alimentan al proceso 10 kg-mol de C2H4, 10 kg-mol de C4H8 y 21 kgmol de H2, y si las cantidades de salida de C2H6, C4H10  y C4H8  son respectivamente 8, 6 y 4 kgmol, calcular los kg-mol de C 2H4 e H2 en la descarga. Sea X = kg-mol de H2 a la salida Y = kg-mol de C2H4 a la salida