8/16/2019 Hoja de Trabajo-SESION N°8

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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUÍMICA

BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA 

HOJA DE TRABAJO SESION Nº8

1. El n-heptano es deshidrogenado en el proceso de hidroformación a tolueno por medio

de catalizadores como se indica: C7H16 → C6H5CH3 + 4H2 

Suponiendo que se obtiene un rendimiento de 35% en las condiciones mostradas en

la figura. Determinar el calor requerido en el proceso para obtener 1000 kg de tolueno

producido.

Componente Cpm (kJ/kg∙K) H°f  (kJ/mol)

C7H16  2,34 -187,8

C6H5CH3  2,59 50,0

H2  2,93 0

2. Se alimenta metanol a 675°C y 1 bar de presión a un reactor adiabático en donde el

45% de metanol se deshidrogena para formar formaldehído con desprendimiento de

H2 según la reacción: CH3OH(g) → HCHO(g) + H2(g) 

Si se alimenta 100 molg/h de metanol, determine:

a. La velocidad de reacción y la composición de los productos a la salida del reactor.

b. La temperatura de los gases de salida.

Componente Cp (J/molg∙°C) H°f  (kJ/molg)

CH3OH 42,93 + 8,301x10-2 T -201,25

HCHO 34,28 + 4,268x10-2 T -115,89

H2  28,84 + 0,00765x10-2 T 0

3. Determine la temperatura teórica de flama adiabática cuando se quema metano con

100% de exceso de aire teóricamente requerido. El gas y el aire están inicialmente a

25°C, el metano se quema a combustión completa.

Componente Cp (J/molg∙°K) H°f  (kcalmolg)

CH4  3,381 + 18,044x10-3T - 4,3x10-6 T2  -17,88

CO2  6,214 + 10,396x10-3T – 3,545x10-6 T2  -94,0518

O2  6,148 + 3,102x10-3T - 0,923x10-6 T2  0

N2  6,524 + 1,250x10-3T - 0,001x10-6 T2  0

H2O 7,256 + 2,298x10-3T - 0,283x10-6 T2  -68,3174

Rpta.: Tp = 1483,48K

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4. Se quema por completo CO a una temperatura de 50°F y P= 2 atm, con 50% de aire

en exceso que está a 100°F, los productos de combustión salen de la cámara de

combustión a 800°F. Determinar el calor generado en la cámara de combustión

expresado en BTU/lb CO alimentado.

Rpta.: ∆HRx = 827,227 BTU/lb CO