Otras carreras Reactor

[Furox]

Hola tengo el siguiente problema que no se resolver, lo he planteado mas o menos como lo suele hacer mi profesor (no se si estará bien) pero de ahí no consigo pasar, a ver si me podéis ayudar:

En un proceso de producción de amoniaco se alimentan 10kmol/h de N₂ y 30kmol/h de H₂. La conversión en el reactor es del 15%. Tras la condensación parcial del producto todo el amoniaco sale líquido y se recircula el 80% de los gases no convertidos de nuevo al proceso. Calcula el porcentaje en peso del amoniaco en la corriente de salida.

Yo lo he planteado así:

[Richard R Richard]

Re: Reactor

Tras la condensación parcial del producto todo el amoniaco sale líquido

algo no me cierra del enunciado pues sería muy facil separar fases para recoger el amoniaco puro , o quiza interpreto otra cosa pues

si "todo" sale liquido entonces hay "nada" en la corriente de gases saliente. Pero como lo que interpreto es que qiuieren hacer un balance de masas incluyendo la fase liquida y gaseosa a la vez entonces....



tienes a la salida 15% de moles del reactor como amoniaco y 20% de moles del 85% restante de una mezcla 1a 3 moles de $N_2$ e $H_2$

tienes que averiguar cuando pesa el total de todo eso y luego sacar cual es la fracción solo del peso del amoniaco con respecto al total...

[Zorak]

Re: Reactor

Tenes que calcular usando estequiometria. primero plantea la ecuación balanceada:
[FONT=&amp]
[/FONT]N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

[FONT=Helvetica Neue]luego puedes usar regla de 3 y plantear usando los datos de la ecuación balanceada:

Para 1 mol de N2____________2 mol NH3
para 10 mol N2____________ = 10 x 2= 20 mol NH3

Este resultado supone que el rendimiento es 100% , pero te dice el problema que es de 15% por lo que haces otro regla de 3:

para 100%_____________ 20 mol NH3
para 15%______________= 15 x 20 /100 = 3 mol NH3

Después tenes que calcular usando igual la regla de 3 el 80% que se recicla , teniendo los moles y fijándote en la tabla periódica los pesos atómicos calculas el peso y lo sumas al peso del NH3 del producto, y después comparando los pesos totales (el resiclado mas el NH3 obtenido) y el peso del NH3 obtenido solo, le sacas el porcentaje que representa...
[/FONT]

[Furox]

Re: Reactor

Hola gracias por vuestra respuesta pero aun tengo una duda. Una vez el calculado lo que redirecciono y lo que sale del separador no entiendo bien lo que me decis que debo hacer

[Richard R Richard]

Re: Reactor

Estequiometricamente 10 Kmol/h de $N_2$ reaccionan con 30 Kmol/h de $H_2$ para formar 20 Kmol/h de $NH_3$


sabes que 15% de los moles reacciona y sale realmente como amoníaco líquido, del resto solo el 20 % sale del reactor,

los moles que reaccionan son los moles incorporados mas los que se recirculan

$M_T=M_i+M_R$

lo que sale en forma de amoniaco es $M_{NH_3}=0.15 \cdot 2 \ MT$

los gases que escapan son solo el 20% del 85% que no reaccionó [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

y lo que recircula es $MR=.8\cdot0.85 MT$

despejando llegas a que $MR=\dfrac{0.8\cdot0.85Mi}{1-0.8\cdot0.85}$

para el hidrogeno es $MR_{H_2}=30 \cdot 2.125=63.75 Km/h$

para el $N_2$ $MR_{N_2}=10\cdot 2.125=21.25Kmol/h$

por lo que los moles de $NH_3$ que salen son $2\cdot (10+21.25)Kmol/h0.15=6.25Kmol/h$

de $H_2$ salen $(30+63.75)Kmol/h(1-0.15)0.2=15.9375Kmol/h$

de $N_2$ salen $(10+21.25)Kmol/h(1-0.15)0.2=5.3125Kmol/h$


bueno por ahora sabes cuantos son los moles pero no cuanto pesa cada uno ni el total, por lo que si a cada uno lo multiplicas por su peso molecular, puedes calcular el peso horario que sale del reactor.

$P_{NH_3}=6.25Kmol/h17Kg/Kmol=106.25 Kg/h$
$P_{N_2}=5.3125Kmol/h28Kg/Kmol=148.75 Kg/h$
$P_{H_2}=15.9375Kmol/h2Kg/Kmol=31.875 kg/h$

el peso total que sale es $P_t=P_{NH_3}+P_{N_2}+P_{H_2}=106.25Kg/h+148.75Kg/h+31.875 kg/h=286.875Kg/h$

la fracción en peso que corresponde a amoniaco es $\%_{NH_3}=\dfrac{P_{NH_3}}{P_t}100=37.037\%=\dfrac{10}{27}$