Parcial 1 Tarea 8
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BALANCE DE MATERIA SIN REACCION QUIMICA. Sem AD-2013 TAREA No. __8___ Problema 1. En la producción de aceite de frijol se alimenta un tanque de agitación (mezclador) con frijoles triturados que contienen 10% en peso de aceite y 90% de sólidos, suspendidos en n-hexano líquido. El cociente de alimentación es (3 kg de hexano/kg de frijol). El hexano extrae casi todo el aceite de los frijoles. El flujo de salida del mezclador pasa a un filtro de donde se obtiene un precipitado y un filtrado. El precipitado contiene 75% en peso de frijoles sólidos y el resto de aceite de frijol y hexano, estos últimos en la misma relación con que salieron del mezclador. El precipitado se deshecha, y con el filtrado se alimenta un evaporador al vacío, donde se evapora el hexano y, por lo tanto, se separa del aceite. Posteriormente, el vapor de hexano se condensa y se envía al tanque de agitación. a).- Calcula el rendimiento del aceite de frijol (kg de aceite/kg de frijol en la alimentación), la alimentación de hexano puro requerida (kg C 6 H 6 /kg de frijol en la alimentación), el cociente de recirculación a la alimentación fresca (kg de hexano hecho recircular/kg de alimentación fresca) y las composiciones (fracciones en masa de los componentes) del lodo que sale del extractor y del filtrado. b).- Sugiere los cambios posibles en las condiciones del proceso, o etapas adicionales al proceso, que puedan mejorar los costos (económicos) de éste. Problema 2. Un flujo de gas que contiene 25% mol de CO 2 y 75% de CH 4 se trata en una planta de acondicionamiento de gas. El flujo alimenta un absorbedor a una velocidad de 50 kmol/h y se pone en contacto, dentro de éste, con un dislovente líquido que contiene 0.5 % mol de CO 2 disuelto y el resto de metanol. El gas que sale del absorbedor contiene 1.0 % mol de CO 2 y esencialmente todo el metano que alimentó la unidad. El dislovente rico en CO 2 que sale del absorbedor alimenta a una torre de absorción; en ella se pone en contacto con un flujo de nitrógeno, extrayendo 90% del CO 2 disuelto. El disolvente regenerado se hace recircular a la columna de absorción. Se puede suponer que el metanol no es volátil, esto es, que no se encuentra en la fase de vapor en ninguna unidad del proceso. a).- Calcula la extracción fraccionaria de CO 2 (moles absorbidas/moles de la alimentación), la velocidad de flujo molar y la composición de la alimentación líquida de la columna de absorción. b).- Calcular la velocidad de alimentación molar del absorbedor requerida para producir una velocidad de flujo de productos absorbidos de 1000 kg/h. c).- ¿Cómo se podría modificar el proceso si no se despreciara la volatilidad del metanol?
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7/27/2019 Parcial 1 Tarea 8
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BALANCE DE MATERIA SIN REACCION QUIMICA. Sem AD-2013
TAREA No. __8___
Problema 1.
En la producción de aceite de frijol se alimenta un tanque de agitación (mezclador) con frijolestriturados que contienen 10% en peso de aceite y 90% de sólidos, suspendidos en n-hexano líquido.
El cociente de alimentación es (3 kg de hexano/kg de frijol). El hexano extrae casi todo el aceite delos frijoles. El flujo de salida del mezclador pasa a un filtro de donde se obtiene un precipitado y unfiltrado. El precipitado contiene 75% en peso de frijoles sólidos y el resto de aceite de frijol y hexano,estos últimos en la misma relación con que salieron del mezclador. El precipitado se deshecha, y conel filtrado se alimenta un evaporador al vacío, donde se evapora el hexano y, por lo tanto, se separadel aceite. Posteriormente, el vapor de hexano se condensa y se envía al tanque de agitación.a).- Calcula el rendimiento del aceite de frijol (kg de aceite/kg de frijol en la alimentación), laalimentación de hexano puro requerida (kg C6H6/kg de frijol en la alimentación), el cociente derecirculación a la alimentación fresca (kg de hexano hecho recircular/kg de alimentación fresca) y lascomposiciones (fracciones en masa de los componentes) del lodo que sale del extractor y del filtrado.b).- Sugiere los cambios posibles en las condiciones del proceso, o etapas adicionales al proceso,que puedan mejorar los costos (económicos) de éste.
Problema 2.
Un flujo de gas que contiene 25% mol de CO2 y 75% de CH4 se trata en una planta deacondicionamiento de gas. El flujo alimenta un absorbedor a una velocidad de 50 kmol/h y se pone encontacto, dentro de éste, con un dislovente líquido que contiene 0.5 % mol de CO2 disuelto y el restode metanol. El gas que sale del absorbedor contiene 1.0 % mol de CO 2 y esencialmente todo elmetano que alimentó la unidad. El dislovente rico en CO2 que sale del absorbedor alimenta a unatorre de absorción; en ella se pone en contacto con un flujo de nitrógeno, extrayendo 90% del CO2 disuelto. El disolvente regenerado se hace recircular a la columna de absorción. Se puede suponer
que el metanol no es volátil, esto es, que no se encuentra en la fase de vapor en ninguna unidad delproceso.a).- Calcula la extracción fraccionaria de CO2 (moles absorbidas/moles de la alimentación), lavelocidad de flujo molar y la composición de la alimentación líquida de la columna de absorción.
b).- Calcular la velocidad de alimentación molar del absorbedor requerida para producir una velocidadde flujo de productos absorbidos de 1000 kg/h.
c).- ¿Cómo se podría modificar el proceso si no se despreciara la volatilidad del metanol?
