Bal Mat Sistemas Reactivos

Balance de Materia: Balance de Materia: Sistemas reactivosSistemas reactivos

Enfoque: Balances por componente

Estequiometría de las reacciones químicas

a A + b B → c C + d D

a’ A + b’ B → e E + f F

c’ C + b’’ B → g G + h H

etc,

REACTOR QUREACTOR QUÍÍMICOMICO

Materiales reactivosMateriales reactivos

(A y B)(A y B)

Productos de Productos de reaccireaccióónn

(C, D, E, F, G, H)(C, D, E, F, G, H)

Materiales inertesMateriales inertes

(I)(I)

Materiales reactivos Materiales reactivos sin reaccionarsin reaccionar

(A y B)(A y B)Materiales inertesMateriales inertes

(I)(I)

ECUACIONES DE BALANCETotal de masa:

(Σ F j) entradas = (Σ F j) salidas

Másica de componente i:

(Σ Fji) entradas + (Σ Fi) producido - (Σ Fi) consumido = (Σ Fj

i) salidas

Molar de componente i:Molar de componente i:((ΣΣ NjiNji) entradas + () entradas + (ΣΣ Ni) producidoNi) producido = (= (ΣΣ NjiNji) salidas + () salidas + (ΣΣ Ni) Ni)

consumidoconsumido

El balance total molarbalance total molar, en general, no se satisface en un sistema reactivo.

Del conjunto de ecuaciones de balance se prefieren las de Del conjunto de ecuaciones de balance se prefieren las de balance molar de componentebalance molar de componente

Ejemplo

• Reacción de producción de CO:

– Coeficiente estequiométrico: C=2; O2=1

– Reactantes “balanceados”: C=2mol; O2= 1mol

C=2*12=24g; O2=32g; masa que reacciona=56g; masa producto=2(12+16)= 56g

– Reactantes “balanceados”: C=4mol; O2= 2mol

– Relación estequiométrica C/O: 2/1. Si la relación es mayor, C en exceso; si es menor, O en exceso.

– En sistemas desbalanceados aún si se completa la reacción, persiste uno de los reactantes: reactante límite.

– La relación de coeficientes es muy útil para hacer cálculos.

COOC 22 2 →+

Definiciones

• Porcentaje en exceso:

• Grado de finalización, grado de conversión:– Mol react límite reaccionado/mol react límite alimentado

• Rendimiento– Moles producto ppal/mol react límite alimentado– Moles producto ppal/mol reat límite consumido

• Selectividad– Mol producto ppal/mol subproducto

100*T

TS −

Para cualquier componente de un sistema con reaccireaccióón n úúnicanica se satisface que:

sal enti i

i

N N cte r Velocidad de reacción- = = ºs

Lo cual conduce a la siguiente ecuación de carácter universal para un componente i:

entrada salidai i iN r N+ s =

En la ecuación anterior σσii es positivopositivo para los productos, negativonegativo para los reactivos y nulonulo para los inertes.

En un sistema donde participan n componentes entre reactivos, productos e inertes, podrán plantearse n ecuaciones independientes de este tipo.

Como r participa en las ecuaciones de balance de reactivos y de productos, se constituye en una nueva variable que se denominará variable de reaccivariable de reaccióónn.

La contabilidad de grados de libertad para un sistema reactivo será:

G.L. = [(V.I.C. + V.R.) – (V.I.C.DATO + V.R.DATO)] – [E.I.B. + E.T.]

INCÓGNITAS ECUACIONES

V.R. = VARIABLES DE REACCIÓN.

En el caso de un sistema donde ocurre solo una reacción química, V.R. = 1 y la variable de reacción es r (velocidad de reacción).

Ejercicio No. 5 (Ejercicio No. 5 (ProblemaProblema 3.33, Balance de Materia y Energ3.33, Balance de Materia y Energíía, a,

ReklaitisReklaitis).).

El importante producto químico industrial Na2CO3, se produce a partir de piedra caliza, CaCO3, sal, NaCl y coque, C, usando el proceso Solvayproceso Solvay. En este ingenioso proceso, la reacción química hipotética:

CaCO3 + 2 NaCl → CaCl2 + Na2CO3

Que no ocurre bajo condiciones industrialmente aceptables, se efectúa indirectamente mediante una secuencia de reacciones en las que interviene amoniaco como producto intermedio. En el diagrama de flujo mostrado en la Figura, se carga coque (supuestamente 100% carbono) y piedra caliza (supuestamente CaCO3 puro) a un horno en proporción de 3 moles de C a 4 moles de CaCO3.

En el horno, el carbono se quema completamente con aire (21% de O2 y 79% de N2):

C + O2 → CO2 (r1)y proporciona el calor requerido para efectuar la descomposición térmica del CaCO3:

CaCO3 → CaO + CO2 (r2)

Parte de los gases de descarga del horno, que contiene 36.75% deCO2, se purgan y el resto (64%) se envía a la unidad de carbonatación.El residuo sólido del horno, que se supone contiene únicamente CaO, se hace reaccionar con agua en una unidad llamada “apagador” para producir una solución al 35% de hidróxido de calcio, mediante la reacción:

CaO + H2O → Ca (OH)2 (r3)

Esta solución de hidróxido reacciona en la unidad de recuperación de amoniaco con la recirculación de cloruro de amonio de la unidad de carbonatación, para producir amoniaco y el subproducto cloruro de calcio (CaCl2):

2 NH4Cl + Ca (OH)2 → 2 NH3 + CaCl2 + 2 H2O (r4)

La corriente de recirculación (corriente 13) contiene 4.7 % de CO2 disuelto, 7.65% de NaCl, 61.54% de H2O y el resto los compuestos de amonio. La corriente de subproducto CaCl2también contiene 80% de H2O y una cantidad pequeña de NH4OH. Debido a esta pérdida de amoniaco, deberásuministrarse al proceso algo de NH3 de reposición.

El consumo típico de NH3 en la planta es de 1 mol NH3 por cada 17.5 moles de Na2CO3 producidas. El NH3 introducido, así como el NH3 producido por reacción, se hidrolizan inmediatamente a hidróxido de amonio en la unidad de recuperación de amoniaco:

NH3 + H2O → NH4OH (r5)

La corriente 12, de hidróxido de amonio concentrado (sólo 50.57 % de H2O) proveniente de la unidad de recuperación, se introduce a la unidad de carbonatación, en donde el hidróxido reacciona con NaCl (que se alimenta como salmuera saturada que contiene 34.37 % de NaCl) y con un gas rico en CO2, para producir NaHCO3 mediante la reacción:

NH4OH + CO2 + NaCl → NaHCO3 + NH4Cl (r6)

Los gases residuales de la unidad de carbonatación se descargan a la atmósfera, en tanto que la lechada de producto, que contiene el precipitado de NaHCO3, se envía a un subproceso de separación. En la unidad de separación, se filtra el bicarbonato y se lava en etapas, para producir una corriente de bicarbonato húmedo, que contiene bicarbonato y un poco de NaCl.

La corriente líquida residual de la unidad de separación se recircula a la unidad de recuperación de amoniaco, mientras que la corriente de bicarbonato húmedo se carga a un horno rotatorio, llamado calcinador, en donde se descompone térmicamente al bicarbonato para producir carbonato de sodio:

2 NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O (r7)

El producto sólido resultante contiene 2 moles de NaCl por cada 100 moles de carbonato de sodio. El CO2 y H2O eliminados en el calcinador, se enfrían para recuperar el agua por condensación. El CO2 se mezcla con los gases de descarga del horno de piedra caliza y se alimenta a la unidad carbonatación. Supóngase que todas las composiciones están en fracción mol o porcentaje mol.

a) Construya una tabla de grados de libertad y demuestre que el proceso está especificado correctamente.

b)Describa el orden en que se deben efectuar los cálculos para determinar todos los flujos y composiciones en el diagrama de flujo.

c) Calcule las moles de solución de CaCl2 producida (corriente 11) por mol de salmuera alimentada (corriente 14).

II

HORNO

DE

CAL

I

DIVISOR

DE

FLUJO

V

UNIDAD

DE

CARBONATACIÓN

VI

SEPARADOR

(FILTRO)

VIII

CALCINADOR

VII

MEZCLADOR

(1) Coque

( C )

(2) Caliza

(CaCO3)

(3) Aire

(O2, N2)

(4) Cal viva

(CaO)

(5) Gas de horno

(O2, N2, CO2)

(6) Gas de purga

(O2, N2, CO2)

(7) Gas del divisor

(O2, N2, CO2)

III

APAGADOR

( 8) Agua

(H2O)

(9) Cal

apagada

( Ca(OH)2 )

(10) Amoniaco de reposición

(NH3)

(11) Subproducto

(CaCl2, NH4OH, H2O)

(12)

(NaCl, NH4OH,

CO2, H2O)

(13)

(CO2, NaCl,

H2O, NH4Cl,

NH4OH)

(14) Salmuera

(NaCl, H2O)

(15) Gas de venteo

(O2, N2, CO2)

(16) Lechada

(NaHCO3, NaCl,

NH4Cl, NH4OH,

H2O, CO2)

(17)

(O2, N2, CO2)

(18)

(NaHCO3,NaCl, H2O)

(19)

Recirculación

(CO2)

(20) Agua

(H2O)(21) Producto

(Na2CO3, NaCl)

IV

TORRE

DE

RECUPERACIÓN

DE

AMONIACO

(1) N1C

(2) N2CaCO3

(3) N3aire

x3O2 = 0.21

x3N2 = 0.79

(8) N8H2O

(9) N9

x9 Ca(OH)2 = 0.35

x9H2O = 0.65 (11) N11

x11H2O = 0.8

x11NH4OH, ; x11

CaCl2

(4) N4CaO

(5) N5

x5CO2 = 0.3675

x5O2 ; x5

N2

(6) N6

x6CO2 = 0.3675

x6O2

x6N2

(7) N7

x7CO2 = 0.3675

x7O2

x7N2

(10) N10NH3

(12) N12

x12H2O = 0.5057

x12NaCl

x12NH4OH

x12CO2

(13) N13

x13CO2 = 0.0.047

x13NaCl = 0.0765

x13H2O = 0.6154

x13NH4Cl

x13NH4OH

(14) N14

x14H2O = 0.6563

x14NaCl = 0.3437

(15) N15N2

N15O2

N15CO2

(16) N16NaHCO3

N16NaCl

N16NH4Cl

N16NH4OH

N16H2O

N16CO2

(17)

N17CO2

N17O2

N17N2

(18)

N18NaHCO3

N18NaCl

N18H2O

(21)

N21Na2CO3

N21NaCl

(19)

N19CO2

(20)

N20H2O

I

II(r1)

(r2)

III (r3)

IV(r4)

(r5)

V(r6)

VI

VII

VIII(r7)

IX

EQUIPO GLOBAL

(r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7)

(1) N1C

(2) N2CaCO3

(3) N3aire

x3O2 = 0.21

x3N2 = 0.79

(8) N8H2O (10) N10

NH3 (14) N14

x14H2O = 0.6563

x14NaCl = 0.3437

(6) N6

x6CO2 = 0.3675

x6O2

x6N2

(11) N11

x11H2O = 0.8

x11NH4OH,

x11CaCl2

(15) N15N2

N15O2

N15CO2

(20)

N20H2O

(21)

N21Na2CO3

N21NaCl

Componentes especiales:

CaO, Ca(OH)2, NH4Cl, NaHCO3

TABLA DE GRADOS DE LIBERTAD MTABLA DE GRADOS DE LIBERTAD MÍÍNIMANIMA

TOTAL I II III IV V VI VII VIII IX

VIC 51 9 8 4 15 18 14 7 7 20

V Rx 7 - 2 1 2 1 - - 1 7

VICDATO 11 3 2 1 6 2 3 1 0 4

VRxDATO 0 - 0 0 0 0 - - 0 0

EIB 40 1 6 3 8 8 6 3 5 15ET 6 3 1 0 0 0 0 0 1 3

GL 1 2 1 1 3 9 5 3 2 5

Secuencia resolutivaSecuencia resolutiva

1) 1) Equipo II (Horno de cal).Equipo II (Horno de cal).Base de cBase de cáálculolculo: N2

CaCO3 = 100 mol/?

r2 = 100

r1 = 75

N5 = 476.2 mol/?

N4CaO = 100

N1C = 75 mol/?

x5O2 = 0.0084 → (x5

N2 = 0.6241)

N3aire = 376.2 mol/?


VIC 51 9 8 4 15 18 14 7 7 20

V Rx 7 - 2 1 2 1 - - 1 7

VICDATO 11 5 2 2 6 2 3 1 0 7

VRxDATO 0 - 0 0 0 0 - - 0 2

EIB 40 1 6 3 8 8 6 3 5 15ET 6 3 1 0 0 0 0 0 1 2

GL 1 0 1 0 3 9 5 3 2 1

Primera actualizaciPrimera actualizacióón de TABLA DE GRADOS DE n de TABLA DE GRADOS DE LIBERTADLIBERTAD

2) 2) Equipo I (Divisor de flujo)Equipo I (Divisor de flujo)x6

O2 = 0.0084 → (x6N2 = 0.6241)

x7O2 = 0.0084 → (x7

N2 = 0.6241)

N6 = 171.4 mol/?

N7 = 304.8 mol/?


VIC 51 9 8 4 15 18 14 7 7 20

V Rx 7 - 2 1 2 1 - - 1 7

VICDATO 11 5 2 2 6 2 3 3 0 9

VRxDATO 0 - 0 0 0 0 - - 0 2

EIB 40 1 6 3 8 8 6 3 5 15ET 6 3 1 0 0 0 0 0 1 2

GL 1 0 1 0 3 9 5 1 2 -1

Segunda actualizaciSegunda actualizacióón de TABLA DE GRADOS DE n de TABLA DE GRADOS DE LIBERTADLIBERTAD

3) 3) Equipo III (Apagador)Equipo III (Apagador)r3 = 100

N8H2O = 285.7 mol/?

N9 = 285.7 mol/?

Tercera actualizaciTercera actualizacióón de TABLA DE GRADOS DE n de TABLA DE GRADOS DE LIBERTADLIBERTAD


VIC 51 9 8 4 15 18 14 7 7 20

V Rx 7 - 2 1 2 1 - - 1 7

VICDATO 11 5 2 2 7 2 3 3 0 10

VRxDATO 0 - 0 0 0 0 - - 0 3

EIB 40 1 6 3 8 8 6 3 5 15ET 6 3 1 0 0 0 0 0 1 2

GL 1 0 1 0 2 9 5 1 2 -3

4)4) Equipo IX (Global)Equipo IX (Global)Puede observarse que de las 15 ecuaciones disponibles hay tres que ya están resueltas (balance de C, balance de CaCO3 y balance de CaO) resultando triviales a la solución del equipo global. El sistema se resuelve (contiene 14 incógnitas y 14 ecuaciones independientes).

La solución que resulta es:

r4 = 100, r5 = 205.71, r6 = 200, r7 = 100

N15O2 = 2.562 mol/?, N15

N2 = 190.2 mol/?

N21Na2CO3100 mol/?, N15

CO2 = 75 mol/?

N21NaCl = 2 mol/?, N10

NH3 = 5.71 mol/?

N11 = 528.6 mol/?, x11CaCl2 = 0.189

N14 = 587.7 mol/?, N20H2O = 342.8 mol/?

Cuarta actualizaciCuarta actualizacióón de TABLA DE GRADOS DE n de TABLA DE GRADOS DE LIBERTADLIBERTAD


VIC 51 9 8 4 15 18 14 7 7 20

V Rx 7 - 2 1 2 1 - - 1 7

VICDATO 11 5 2 2 10 6 3 3 3 10

VRxDATO 0 - 0 0 2 1 - - 1 3

EIB 40 1 6 3 8 8 6 3 5 15ET 6 3 1 0 0 0 0 0 0 2

GL 1 0 1 0 -3 4 5 1 -1 -3

5)5) Equipo IV (Recuperador de NHEquipo IV (Recuperador de NH33))Puede observarse que de las 8 ecuaciones disponibles hay tres que ya están resueltas (balance de NH3, balance de Ca(OH)2 y balance de CaCl2) resultando triviales a la solución del equipo IV. El sistema se resuelve ( contiene 5 incógnitas y 5 ecuaciones independientes). La solución que resulta es:

N13 = 1094.4 mol/?

N12 = 851.5 mol/?

x13NH4OH = 0.0784 → (x13

NH4Cl = 0.1827)

x12CO2 = 0.0604

x12NH4OH = 0.336 → (x12

Nacl = 0.0979)

Quinta actualizaciQuinta actualizacióón de TABLA DE GRADOS DE n de TABLA DE GRADOS DE LIBERTADLIBERTAD


VIC 51 9 8 4 15 18 14 7 7 20

V Rx 7 - 2 1 2 1 - - 1 7

VICDATO 11 5 2 2 10 9 5 3 3 10

VRxDATO 0 - 0 0 2 1 - - 1 3

EIB 40 1 6 3 8 8 6 3 5 15ET 6 3 1 0 0 0 0 0 0 2

GL 1 0 1 0 -3 1 3 1 -1 -3

6)6) Equipo VIII (Calcinador)Equipo VIII (Calcinador)Puede observarse que de las 5 ecuaciones disponibles hay una que ya está resuelta (balance de Na2CO3) resultando trivial a la solución del equipo VIII. El sistema se resuelve (contiene 4 incógnitas y 4 ecuaciones independientes). La solución que resulta es:

N18NaHCO3 = 200 mol/?

N18NaCl = 2 mol/?

N18H2O = 242.8 mol/?

N19CO2 = 100 mol/?

Sexta actualizaciSexta actualizacióón de TABLA DE GRADOS DE n de TABLA DE GRADOS DE LIBERTADLIBERTAD


VIC 51 9 8 4 15 18 14 7 7 20

V Rx 7 - 2 1 2 1 - - 1 7

VICDATO 11 5 2 2 10 9 8 4 3 10

VRxDATO 0 - 0 0 2 1 - - 1 3

EIB 40 1 6 3 8 8 6 3 5 15ET 6 3 1 0 0 0 0 0 0 2

GL 1 0 1 0 -3 1 0 0 -1 -3

7)7) Equipo VI (Separador)Equipo VI (Separador)

N16NaHCO3 = 100 mol/? N16

NaCl = 85.72 mol/?

N16NH4Cl = 200 mol/? N16

NH4OH = 85.8 mol/?

N16H2O = 916.3 mol/? N16

CO2 = 51.43 mol/?

8)8) Equipo VII (Mezclador)Equipo VII (Mezclador)

N17O2 = 2.56 mol/?

N17N2 = 190.2 mol/?

N17CO2 = 212 mol/?

N1azufre

F12

w12H2O = 0.2

w12H2SO4 = 0.8

N2aire

x2O2 = 0.21

x2N2 = 0.79

N3

x3O2

x3N2

x3SO2

N6

x6O2

x6N2

x6SO3 = 0.12

F5

w5SO3 = 0.375

w5H2SO4 = 0.625

N4

x4O2

x4N2

x4SO3

F7

w7H2O = 0.1

w7H2SO4 = 0.9

F8 = 20 000 lbm /día

w8H2O = 0.1

w8H2SO4 = 0.9

F10

w10H2O = 0.1

w10H2SO4 = 0.9

F9

w9H2O = 0.1

w9H2SO4 = 0.9

F13H2ON11

x6O2

x6N2

I QUEMADOR DE AZUFRE

II CONVERTIDOR CATALÍTICO

III

TORRE

DE

OLEUM

IV

DIVISOR DE FLUJO

V

TORRE

DE

ÁCIDO

VI TANQUE DE

DILUCIÓN

Ejercicio 3.26Ejercicio 3.26

(ReklaitisReklaitis)

Producción de Ácido sulfúrico y

Oleum

Esquema de reaccionesEsquema de reacciones:

En equipo I (Quemador de azufre):

(r1) S + O2 → SO2

En equipo II (Convertidor catalítico):

(r2) SO2 + 0.5 O2 → SO3

En equipo III (Torre de Oleum):

(r3) SO3 + H2O → H2SO4

En equipo V (Torre de ácido):

(r4) SO3 + H2O → H2SO4

• Variables de Intensivas de Composición: corriente S, corriente O2, N2, corriente O2, N2, SO2. Cantidad: 6

• Variables de Reacción: Reacción (r1): S + O2 → SO2; cantidad: 1

• DATO Variables de Composición : %02; cantidad:1

• DATO Variables de Reacción, : 0; cantidad: 0

• Ecuaciones independientes de balance: S, O2, SO2, B. total; cantidad: 4

• Especificación técnica adicional: porcentaje de exceso de oxígeno es del 50% con respecto a la reacción a SO2. Cantidad: 1

• Grados de libertad= 6+1-1-4-1=1

N2aire

x2O2 = 0.21

x2N2 = 0.79

N3

x3O2

x3N2

x3SO2

QUEMADOR DE AZUFRE

N1azufre

Equipo I (Quemador de azufre):

Equipo II Convertidor

N3

x3O2

x3N2

x3SO2

N4

x4O2

x4N2

x4SO3


• Variables Intensivas de Corrientes: Entrada: corriente O2, N2, corriente SO2. Salida: corriente O2, N2, corriente de SO3. Cantidad: 6

• VR: Reacción (r2): SO2 + 0,5O2 → SO3; cantidad: 1

• Datos Variables Intensivas de Composición, ninguna; cantidad: 0

• Datos Variables de Reacción: ninguna; cantidad: 0

• E balance: O2, SO2, SO3, B. total; cantidad: 4

• Especificación técnica adicional: ninguna. Cantidad: 0

• Grados de libertad= 6+1-0-0-4-0= 3

Equipo III Columna Oleum

N6

x6O2

x6N2

x6SO3 = 0.12

F5

w5SO3 = 0.375

w5H2SO4 =

0.625

N4

x4O2

x4N2

x4SO3

F7

w7H2O = 0.1

w7H2SO4 = 0.9

III

TORRE

DE

OLEUM

• Variables Intensivas de Corrientes: Entrada: corriente O2, N2, SO3; corriente H2O, H2SO4. Salida: corriente O2, N2, corriente de SO3; corriente H2SO4, H2O. Cantidad: 10

• VR: Reacción (r3): SO3 + H2O → H2SO4; cantidad: 1

• Datos Variables Intensivas de Composición: composición de las corrientes líquidas; composición de SO3 a la salida; cantidad: 3


• E balance: O2, SO3, H2O, H2SO4, B. total; cantidad: 5

• Especificación técnica adicional:ninguna. Cantidad: 0

• Grados de libertad= 10+1-3-0-5-0=3

Columna de (absorción) ácido

F12

w12H2O = 0.2

w12H2SO4 = 0.8

N6

x6O2

x6N2

x6SO3 = 0.12

F10

w10H2O = 0.1

w10H2SO4 = 0.9

V

TORRE

DE

ÁCIDO

N11

x6O2

x6N2

• Variables Intensivas de Corrientes: Entrada: corriente O2, N2, SO3; corriente H2O, H2SO4. Salida: corriente O2, N2; corriente H2SO4, H2O. Cantidad: 9

• VR: Reacción (r4): SO3 + H2O → H2SO4; cantidad: 1

• Datos Variables Intensivas de Composición: composición de las corrientes líquidas; composición de SO3 a la entrada; cantidad: 3


• E balance: O2, SO3, H2O, H2SO4, B. total; cantidad: 5

• Especificación técnica adicional: ninguna. Cantidad: 0

• Grados de libertad= 9+1-3-0-5-0=2

Equipo IV: Divisor de flujo

F7

w7H2O = 0.1

w7H2SO4 = 0.9

F8 = 20 000 lbm /día

w8H2O = 0.1

w8H2SO4 = 0.9

F10

w10H2O = 0.1

w10H2SO4 = 0.9

F9

w9H2O = 0.1

w9H2SO4 = 0.9

IV

DIVISOR DE FLUJO

• Variables Intensivas de Corrientes: Entrada: corriente H2O, H2SO4. Salidas: tres corrientes H2O, H2SO4. Cantidad: 8

• VR: ninguna; cantidad: 0• Datos Variables Intensivas de

Composición: concentración de las cuatro corrientes líquidas, flujo de la corriente F8: cantidad 5


• E balance: B. total; cantidad: 1• Especificación técnica adicional: ninguna.

Cantidad: 0• Grados de libertad= 8+0-5-0-1-0=2

Equipo VI Tanque de dilución

F12

w12H2O = 0.2

w12H2SO4 = 0.8

F9

w9H2O = 0.1

w9H2SO4 = 0.9

F13H2O

VI TANQUE DE

DILUCIÓN

• Variables Intensivas de Corrientes: Entradas: corriente H2O, corriente H2O, H2SO4. Salida: corriente H2O, H2SO4. Cantidad: 5

• VR: ninguna; cantidad: 0• Datos Variables Intensivas de Composición:

concentración de dos corrientes de ácido, F12 y F8: cantidad 2


• E balance: B. total, b de componente; cantidad: 2• Especificación técnica adicional: ninguna.

Cantidad: 0• Grados de libertad= 5+0-2-0-2-0=1

Tabla mTabla míínima de grados de libertadnima de grados de libertad

TOTALTOTAL II IIII IIIIII IVIV VV VIVI VIIVII

VICVIC 27 6 6 10 8 9 5 10

VRVR 4 1 1 1 ------- 1 ------ 4

VICVICDATODATO 91

0 3 5 3 2 4

VRVRDATODATO 0 0 0 0 ------- 0 ------ 0

EIBEIB 21 4 4 5 1 5 2 7

ETET 1 1 0 0 0 0 0 1

GLGL 0 1 3 3 2 2 1 2

N2aire = 2065.5 lbmol/día

x2O2 = 0.21

x2N2 = 0.79

N3 = 2065.5 lbmol/día

x3O2 = 0.07

x3N2 = 0.79

x3SO2 = 0.14

N6 =1853.1 lbmol/día

x6O2 = 0

x6N2 = 0.88

x6SO3 = 0.12

F5 = 9544.6 lb /día

w5SO3 = 0.375

w5H2SO4 = 0.625

N4 = 1920.9 lbmol/día

x4O2 = 0

x4N2 = 0.849

x4SO3 = 0.151

F7 = 4131 lb /día

w7H2O = 0.1

w7H2SO4 = 0.9

F8 = 20000 lb /día

w8H2O = 0.1

w8H2SO4 = 0.9

F10 = 75354.7 lb /día

w10H2O = 0.1

w10H2SO4 = 0.9

F9 = 51223 lb /día

w9H2O = 0.1

w9H2SO4 = 0.9

F13H2O = 6403 lb /díaN11 = 1631.7 lbmol /día

x6O2 = 0

x6N2 = 1

I QUEMADOR DE AZUFRE


III

TORRE

DE

OLEUM

IV

DIVISOR DE FLUJO

V

TORRE

DE

ÁCIDO

VI TANQUE DE

DILUCIÓN

N1azufre = 289.2 lbmol/día

r2 = 289.2

r1 = 289.2

r3 = 22.92

r4 = 221.6

F12 = 57626.8 lb /día

w12H2O = 0.2

w12H2SO4 = 0.8

SOLUCISOLUCIÓÓN N DEFINITIVADEFINITIVA

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