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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
INGENIERÍA QUÍMICA
CURSO : Modelamiento y Simulación de Procesos
DOCENTE:
Dr. Guillermo Evangelista Benites
De la Cruz Herrera,
Jonathan Edgardo
Esquivel Bocanegra Pablo Osmar
Terrones Baltodano, Fatima Lucero
Torres Mori, Rosa Melina
Torres García, Carlos Abraham
Vidal Huamán Angie Antonela
Zavaleta Alcantara, Kevin Arturo
Zavaleta Reyes, Wilson Junior
FECHA DE PRESENTACIÓN:
TRUJILLO – PERÚ
2020
TAREA N° 1
GRUPO N° 05:
PROBLEMA N°10.5. PAG. 536
El propileno se convierte en butiraldehído y n-butanol en la reacción en secuencia:
C
3
H
6
+ C 0 + H
2
→ C
3
H
7
CHO ( butiraldehído )
C
3
H
7
+ CH 0 + H
2
→ C
4
H
9
OH ( n − butanol )
Propileno líquido, monóxido de carbono e hidrógeno gaseosos y un catalizador
soluble de cobalto se alimentan a un reactor catalítico de alta presión. El efluente
del reactor pasa a un tanque de vaporización ultrarrápida donde todos los
constituyentes de la solución se vaporizan con excepción del catalizador, que se
recircula al reactor. Los productos de reacción se separan de los reactivos sin
consumir mediante un proceso de unidades múltiples, y la corriente de producto,
que contiene butiraldehído y n-butanol, se somete a hidrogenación adicional con
exceso de hidrógeno, convirtiendo todo el butiraldehído en butanol.
Hidrogenador:
3 balances de materia
1 reacción
VARIABLES
Reactor: n 1 , n 2 , n 3 , n 4 , n 5 , n 6 , n 7 , n 8 , n 9 , n 10
Tanque de vaporización ultrarrápida: n 4 , n 5 , n 6 , n 7 , n 8 , n 9 , n 10 , n 11
n 12 , n 13 , n 14 , n 15
Unidades de separación: n 11 , n 12 , n 13 , n 14 , n 15 , n 16 , n 17 , n 18 , n 19 , n 20
Hidrogenador: n 19
, n 20
, n 21
, n 22
, n 23
GRADOS DE LIBERTAD
Reactor:
10 variables
-6 balances de materia
+2 reacciones
6 grados de libertad
Tanque de vaporización ultrarrápida:
12 variables
-6 balances de materia
6 grados de libertad
Unidades de separación:
10 variables
-5 balances de materia
5 grados de libertad
Hidrogenador:
5 variables
-3 balances de materia
+1 reacción
3 grados de libertad
Proceso total:
20 grados de libertad locales (6+6+5+3)
14 variables repetidas
6 grados de libertad
Al contar dos veces el balance de materia del catalizador en el reactor
(n 9 ) y en el tanque de vaporización ultrarrápida (n 10 ), entonces debe
existir un grado de libertad más para compensar el haber restado la
misma relación dos veces, así finalmente obtenemos 7 grados de
libertad.
b) En los balances de materia del catalizador no es necesario la velocidad de
circulación del catalizador. Para poder calcularlos sería necesario tener como
dato n 9 o n 10
RESULTADOS
a) En el proceso total existen 7 grados de libertad.
b)
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Tanto en el reactor como en el hidrogenador se tuvo en cuenta la suma de
las reacciones correspondiente al equipo, con lo cual se obtuvo 6 grados de
libertad que se obtienen de la resta de los grados de libertad locales totales
menos el número de lazos.
CONCLUSIONES
Se logro determinar los grados de libertad total, esta cantidad es igual a la
suma de los grados de libertad locales menos el número de relaciones
independientes entre las variables del proceso.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- Felder,R. Rousseau, R. 2003. Principios elementales de los
procesos químicos. 3ª. Edición. Editorial Limusa, S.A. de C.V. México.
