INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ
BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
29 DE MAYO DE 2024
TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS
ISOMERIZACIÓN
EQUIPO 1
GONZÁLEZ SANCHEZ ANA CLAUDIA
PINTO GONZALEZ CRISTIAN
HORACIO
GRUPO
B4A
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Isomerización del n-butano: Un problema de balance de materia y energía, Esquemas y mapas conceptuales de Química Molecular
Un problema de balance de materia y energía aplicado a la isomerización del n-butano en un reactor continuo. Se calcula la velocidad de transferencia de calor necesaria para el proceso, considerando la transformación del n-butano en isobutano a una temperatura constante. El documento incluye un diagrama de flujo, balances de materia y cálculos de entalpía.
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
2019/2020
1 / 5
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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ
BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
29 DE MAYO DE 2024
TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS
ISOMERIZACIÓN
EQUIPO 1
GONZÁLEZ SANCHEZ ANA CLAUDIA
PINTO GONZALEZ CRISTIAN
HORACIO
GRUPO
B4A
Taller2 U4 Resolver el problema con la temperatura T indicada
abajo para cada equipo.
Descripción del problema
El n-butano se convierte en isobutano en un reactor continuo de isomerización que opera a temperatura constante de T℃. La alimentación al rector contiene 9 0 % mol de n-butano, 7 % de isobutano y 3 % de HCl a 130 ℃, y se logra transformar 5 0% del n-butano. Calcule la velocidad de transferencia de calor necesaria (en KJ) hacia o desde el reactor para una alimentación de 325 mol/h al reactor. Solución
1. Reacción
2.Diagrama de flujo 3.BALANCES DE MATERIA EN FUNCIÓN DE LOS MOLES TRANSFORMADOS Moles transformados =50% de 𝑛 − 𝐶 4 − 𝐻 10 (mol de entrada) X=0.40(0.90) = 0. 360 mol
𝑀𝑛 − 𝐶 4 − 𝐻 10 = M 𝑛 − 𝐶 4 − 𝐻 10 entrada-X=0.90-0.360=0.540 mol
M i−𝐶 4 − 𝐻 10 =M 𝑛 − 𝐶 4 − 𝐻 10 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 + 𝑋 = 0. 07 + 0. 360 = 0. 430 𝑚𝑜𝑙
F1=325 mol/h
REACTOR F 2 𝑛 − 𝐶 4 − 𝐻 10 =0. i−𝐶 4 − 𝐻 10 =0. HCI=0. T= 130 ˚C 𝑛 − 𝐶 4 − 𝐻 10 = i−𝐶 4 − 𝐻 10 = X 3 2=0. T= 130 ˚C ENTRADA SALIDA
Fórmula para obtener entalpia 𝐻̂ = ∫ 𝐶𝑝. 𝑑𝑡 𝑇.𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑇.𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
Cálculo del Cp a partir de las tablas Cpn-butano= 92. 3 𝑥 10 −^3 + 27. 88 𝑥 10 −^5. ( 89 ) + (− 15. 47 𝑥 10 −^8 )( 89 )^2 + ( 34. 94 𝑥 10 −^12 )( 89 )^3 = 0. 1159 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙 Cp isobutano= 89. 46 𝑥 10 −^3 + 30. 13 𝑥 10 −^5. ( 89 ) + (− 18. 91 𝑥 10 −^8 )( 89 )^2 + ( 49. 87 𝑥 10 −^12 )( 89 )^3 = 0. 1148 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙 Cálculo de entalpias 𝐻̂ 𝑛 − 𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑜 = ∫ 0. 1159
130 25
130 25
Cálculo de velocidad de transferencia de calor necesaria FORMULA 1 12.1695 0.
Q=▲𝐻̂ − 𝐸[▲ 𝐻̂ 𝑟 + ∑𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑛: 𝐻̂ 𝑖 − ∑𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑛: 𝐻̂ 𝑖]
- 9.8 kj/mol x 325 mol H 36005 X 1 KW =0.90 KW