Balance de materia y Energía
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4. Problemas propuestos
Prob 4.1
Optimizando la composición del catalizado para la producción del anhídrido ftálico, es
esencialmente posible eliminar la producción de anhídrido maleico, en las operaciones
de lecho fluidizado del tipo Sherwin-Williams Badger. En este tipo de proceso, el
naftaleno se convierte en anhídrido ftálico o se consume por combustión completa.
Durante una prueba de dicho proceso, se toma una muestra de gas de desecho que sale
de los condensadores. El análisis de este gas en base seca es como sigue: N 2 80.9 %, O2
15,7 %, CO2 3, 3 %.
¿Qué fracción del naftaleno alimentado se convierte en anhídrido ftálico y que fracción
se pierde por combustión completa?
Prob 4.2
Durante la prueba del proceso BASF para el anhídrido ftálico, sólo fue posible analizar
los gases que salían de los condensadores intermitentes y no se determino la cantidad de
agua. La composición del gas de desecho en fracciones molares fue de 0.0089 de CO 2,
0.1351 de O2, y 0.8559 de N2.
a. Si se alimento o-xileno puro y aire al proceso y si se supone que las únicas
reacciones que tuvieron lugar fueron la formación de anhídrido ftálico y la
formación de anhídrido maléico. ¿Cuánto se produjo de cada uno?
b. ¿Cuál es la relación de o-xileno/aire en la alimentación del reactor?
Prob 4.3
Se produce Oxido Nítrico (NO) en la oxidación del amoniaco con aire, de acuerdo con
la reacción:
4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O
Se produce además una reacción secundaria que genera Nitrógeno y agua:
4 NH3 + 3 O2 2 N2 + 6 H2O
Los gases de ambas reacciones pasan después a una torre donde se absorbe toda el agua
y el 85 % del NO producido. El exceso de aire es de 1,68 % del necesario para que todo
el amoniaco reaccione como lo indica la primera reacción. Los gases residuales de la
torre están en la proporción de 5,108 moles por cada mol de amoniaco quemado.
Tomando como base un mol de amoniaco, calcular:
a) Cantidad de agua absorbida en la torre.
b) Cantidad de NO absorbida en la torre.
c) Composición de los gases residuales de la torre.
d) Porcentaje de Amoniaco que reacciona de acuerdo con el
primer esquema.
e) Cantidad y composición de los gases a la entrada de la torre de
absorción.
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Ing. Carlos Pereyra, L. 1
