Ingeniería de Procesos

Slide 1: 4. Diagramas de flujo

Slide 2: Información a ser incluida Información esencial: 1. Composición de corriente 2. Velocidad de flujo de corriente total. 3. Temperatura de corriente (ºC) 4. Presión de operación nominal Información opcional: 1. Composición % molares 2. Datos de propiedades físicas (densidad, viscosidad) 3. Nombre de corriente 4. Entalpía de corriente

Slide 3: Reactor En la producción de hidrógeno por el reformado de vapor de hidrocarburos, la reacción clásica agua-gas es usada para convertir el CO de los gases de salida en un reformador para producir hidrógeno. CO(g)+H2O(g) → CO2(g)+H2(g) ∆Hº298 = -41.197 KJ/Kmol Considerar que los gases de salida alcanzan el equilibrio químico. Las constantes de equilibrio a diferentes temperaturas se dan en la tabla:

Slide 4: T (K) Kp 550 1.86E-2 600 3.69E-2 650 6.61E-2 700 1.11E-1 [PCO][PH2O] Kp = [PCO2][PH2] La corriente de alimentación tiene la siguiente composición: CO2 8.5 CO 11.0 H2 76.5 %molar (base seca) Si ésta corriente es alimentada a 500 K, con una razón de vapor de 3 mol H2O a 1 mol CO, estime la composición y temperatura de la corriente de salida.

Slide 5: Cp (KJ / Kmol) Componente a b c d CO2 19.8 7.34E-2 -5.6E-5 17.15E-9 CO 30.87 -1.29E-2 27.9E-6 -12.72E-9 H2O 32.34 19.24E-4 10.56E-6 -3.6E-9 H2 27.14 9.29E-3 -13.81E-6 7.65E-9

Slide 6: Proceso para la producción de acetona Alcohol isopropílico es vaporizado, calentado y alimentado a un reactor, donde tiene lugar un proceso de deshidrogenación catalítica. Los gases de salida del reactor (acetona, agua, hidrógeno y alcohol isopropílico no reaccionante) pasan a un condensador donde la mayoría de la acetona, agua y alcohol se condensan. Las trazas finales de alcohol y acetona son removidas en un absorbedor de agua. El efluente del absorbedor es combinado con el condensado del condensador y destilado en una columna para producir acetona pura y un efluente que consiste de agua y alcohol.

Slide 7: Éste efluente es destilado en una segunda columna para separar el exceso de agua. El producto de la segunda columna es un azeótropo de agua y alcohol isopropílico conteniendo aproximadamente 91% de alcohol. Éste es reciclado al reactor. El óxido de cobre es usado como catalizador, y la reacción se lleva a cabo en 400 – 500 ºC y 40 –50 psig (4.5 bar). El rendimiento para la acetona es del 98%, y la conversión del alcohol isopropílico es 85-90%. C3H7OH → (CH3)2CO + H2

Slide 10: Ejercicio. Obtener el diagrama de flujo de partición y plantear un esquema de Solución basado en coeficientes de partición para el proceso descrito en el Diagrama de flujo