PRODUCCIÓN DE ISOOCTANO
Enviado por karlo • 24 de Diciembre de 2018 • 994 Palabras (4 Páginas) • 323 Visitas
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[pic 24]
2.2) Variables de diseño, balances de materia y costos de los flujos de entrada y salida.
2.2.1) Variables de diseño
X = 0.95 (Conversión de 1-Butano)
=Cantidad de 1-buteno que entra en el proceso.[pic 25]
=Cantidad de isobutano que entra en el proceso.[pic 26]
=Salida de propano[pic 27]
=Isooctano producido[pic 28]
=Sub-producto[pic 29]
2.2.2) Balances de materia estequiométricos
a) Reacciones
[pic 30]
[pic 31]
b) Selectividad y reacción estequiométrica
b.1) Producción de isooctano ()[pic 32]
De acuerdo con la definición de selectividad y las reacciones podemos tener dos selectividades:
[pic 33]
[pic 34]
Aplicando solo la primera selectividad se tiene:
[pic 35]
La selectividad del producto benceno con respecto al reactivo limitante 1-buteno en forma matemática es la siguiente forma:
(1)[pic 36][pic 37]
b.2) Producción de Dodecano ()[pic 38]
b.2.1) Producción de Dodecano () utilizando el grado de reacción[pic 39]
[pic 40]
[pic 41]
Definición del Grado de reacción (ε)
Aplicando el término del grado de reacción a la primera reacción como ε1, se tendría que:
ε1 mol de reacciona con ε1 mol de para producir ε1 mol de + ε1 mol de [pic 42][pic 43][pic 44][pic 45]
De este modo el balance de masa entrada-salida del proceso sería:
[pic 46]
En términos del grado de reacción podemos hallar las selectividades para las dos reacciones simultáneas del proceso de reacción:
[pic 47]
[pic 48]
La selectividad del producto neto del benceno en relación con el grado de reacción.
[pic 49]
[pic 50]
- [pic 51][pic 52]
Entonces:
[pic 53]
Finalmente:
[pic 54]
b.2.2) Producción de Dodecano () utilizando la selectividad[pic 55]
[pic 56][pic 57]
[pic 58][pic 59][pic 60][pic 61][pic 62][pic 63][pic 64][pic 65][pic 66][pic 67]
[pic 68]
[pic 69]
[pic 70]
La fracción “s” se convierte en isooctano
La fracción “(1-s)” se convierte en dodecano, entonces podemos expresar de la siguiente manera:
[pic 71]
[pic 72]
La cantidad de 1-buteno que se necesita en el proceso es de:
=15.99[pic 73][pic 74]
Su peso molecular es de 56.11 g/mol por lo que pasados a unidades másicas:
(15.99 kmol/h)·(103 mol/kmol)·(56.11 g/mol)·(10-3 kg/g)=897.20 kg/h
Mediante un balance podemos obtener tanto la cantidad de isobutano (B) como el de dodecano (R) en la salida del alquilato junto al isooctano:
[pic 75]
De lo anterior se obtiene que:
[pic 76]
[pic 77]
De igual manera para el dodecano se encuentra:
(0.7195 kmol/h)*( mol/kmol)*(170.34 g/mol)·( kg/g)= 122.56 kg/h[pic 78][pic 79]
Ahora se resuelve el sistema de ecuaciones con los datos conocidos:[pic 80]
15.99 kmol/h = 2=1.6 entonces =0.8 kmol/h[pic 81][pic 82][pic 83]
14.39 kmol/h = =15.19 kmol/h[pic 84][pic 85]
El balance entonces quedaría como:
[pic 86]
[pic 87]
[pic 88]
[pic 89]
[pic 90]
Características de la corriente de entrada:
[pic 91]
Las corrientes de entrada son:
- Corriente de ácido sulfúrico
- Corriente de Isobutano
- Corriente de 1-butano con impurezas de propano.
Corriente
kmol/h
Corriente total
31.41
Ác. sulfúrico
0
Dodecano
0
1-Buteno
15.99
Isooctano
...