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238 Balances de materia Cap. 3

3.41. Considere el siguiente proceso para recuperar NH, de un flujo gaseoso compuesto por y

NH, (vase la Fig. P3.41).

La corriente de gas fluye en direccin ascendente por el proceso, y puede contener NH,y pero no disolvente S. La corriente de lquido que fluye en direccin descendente puede

contener NH, y S lquido, pero no H,.

La fraccin en peso del NH, en la corriente de gas que sale del proceso est relaciona-da con la fraccin en peso del NH, en la corriente lquida B que sale del proceso mediante la

siguiente emprica: =

Dados los datos de la figura P3.41, calcule las tasas de flujo y las composiciones de las

corrientes y B. resolver el problema si conoce la relacin A

nes molares) en la relacin de las fracciones de masa?

(fraccio-

A

Gas

1 0 0 d i s o l v e n t e l i q u i d o S

Proceso

Figura P3.41

3.42. Se debe preparar una disolucin acuosa que contenga 8.8% de y que servir para grabar

oro en tarjetas de circuitos impresos. La disolucin deseada debe crearse combinando unadisolucin concentrada (12% de KI y 3% de 1, en con una diluida (2.5% de KI y

0.625% de

a ) deber ser el valor de R (la relacin entre los pesos de las disoluciones concentrada

y diluida) para obtener la disolucin de grabado deseada? ser la concentracin de

1, en la disolucin final?

b) Cabe sealar que no es posible variar de forma independiente la concentracin tanto de

KI como de 1, en la mezcla final con slo variar el valor de R. Deduzca una relacin entre

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Cap. 3 Problemas

Figura P3.69

policlorados. El triclorosilano es lquido a temperatura ambiente y se separa fcil-mente por destilacin fraccionada de los dems gases. Si 100 kg de silicio reaccionan comose muestra en la figura triclorosilano se produce?

21. 42

14. 29

64. 29

E

100% Figura

3.71. Varios flujos se mezclan como se muestra en la figura P3.71. Calcule la velocidad de cadaflujo en

3.72. La purificacin criognica de hidrgeno se realiza como se muestra en la figura P3.72. NO seintercambia masa en los intercambiadores de calor. Trate de calcular la composicin del flujo

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246 de materia Cap. 3

5.0 HCI

4 .0

87 .0

H C I

%

H C I 1 . 5

1.5

9 7 . 0

%

iner te F 290

9 1 . 0 %

1.38

HCI 2.55

2.21

92.32

Slido inerte 1.55

Figura P3.71

el anlisis de Orsat del gas da 6%. discrepancia se debe al hecho de queel primer anlisis se calcul sobre base hmeda y el segundo sobre base seca (no hay

condensacin de agua en el o a una fuga de aire en el Si es lo primero, indique

el anlisis de Orsat del gas que sale del horno. Si es lo segundo, calcule la cantidad de aire que

se introduce en el por cada 100 moles de gas combustible quemado.

3.74. En 1988, La Chemical Association de Estados Unidos inicio una la-

bor de mejoramiento ambiental ambiciosa y muy completa: la iniciativa de Cuidado

Hidrgeno purificado

48.1 mol

5.3 mol CH,1Gas de Intercambiador da calor

- - - - - -

- - - - - - -

alimentacin

50 mol50 mol

Intercambiador

de calor- - - - - - -

- - - - - - -

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Cap. 3 Problemas 247

sable. Esta iniciativa comprometi a los 185 miembros de la a asegurar un mejora-miento continuo en las reas de salud, seguridad y calidad ambiental, as como a determinar

y responder a las preocupaciones del pblico relacionadas con sus productos y operaciones.El corazn de la iniciativa de Cuidado Responsable radica en sus seis Cdigos de PrcticasGerenciales. Estos cdigos exigen a las compaas miembros establecer metas y programas

especficos para mejorar su desempeo a lo largo de todo el ciclo de vida de sus productosqumicos: desde la investigacin a la produccin, manejo de desechos, transporte del produc-

to, uso y, finalmente, disposicin. Uno de los cdigos, Prevencin de laaborda un problema que el pblico ha mencionado como una de sus principales preocupacio-nes en lo tocante a la industria: el manejo de desechos peligrosos. El cdigo obliga a las

compaas a establecer metas especficas para reducir su generacin de desechos, peligrososo no. Una de las mejores formas de reducir o eliminar los desechos peligrosos es por medio

de la reduccin de las fuentes. En general, esto implica usar diferentes materias primas o

redisear el proceso de produccin a fin de eliminar la generacin de subproductos peligro-sos. Por ejemplo, consideremos el siguiente proceso de extraccin a contracorriente (Fig.

para recuperar xileno de un flujo que contiene 10% de xileno y 90% en peso deslidos.

El flujo del que se extraer xileno ingresa en la unidad 2 con una tasa de flujo de 2000 A fin de contar con un disolvente para la extraccin, se alimenta benceno puro a la

unidad 1 con una velocidad de flujo de 1000 Suponga que el lquido que fluye con losslidos que salen de una unidad tiene la misma composicin que el flujo lquido que sale de

la misma unidad. Determine las concentraciones de xileno y benceno en todos los flujos. es el porcentaje de recuperacin del xileno que ingresa en el proceso en la unidad

100% benceno transparenteCorriente de producto

4 (sin slidos)Un idad 1 (sin Unidad 2

Corriente de desecho0.9 slidos

(0.9 slidos) 0.9 slidos0 . 1 x i leno

F i g u r a P 3 . 7 4

3.75. La figura P3.75 muestra un proceso de separacin de tres etapas. La razn es de 3, la

razn de es de 1 y la razn de a B en el flujo es de 4 a 1. Calcule la composicinflujo E y el porcentaje de cada uno de los componentes de ese flujo

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248 Balances de materia Cap. 3

A 0 5 0

A 0 1 7

E

Figura P3.75

de pulpa se alimenta a una malla que separa toda la pulpa y produce un jarabe transparente que contiene 15% de azcar y 85% de agua. El evaporador produce un jarabe pesado

y el produce 1000 de cristales de azcar.

a) Determine el agua eliminada en el evaporador enb) Determine las fracciones de masa de los componentes del flujo de desecho G

c ) Determine la tasa de alimentacin de caa de azcar a la unidad en

Del azcar que entra con la caa, porcentaje se pierde con el bagazo?

e ) sta una operacin por qu s o por qu no.

3.77. El hidrxido de sodio por lo regular se produce a partir de la sal comn por electrolisis. Los

elementos esenciales del sistema se muestran en la figura P3.77.a) es el porcentaje de de sal en hidrxido de sodio?

b) cloro gaseoso se obtiene por cada libra de producto?

c ) agua debe eliminarse en el evaporador por cada libra de producto?

3.78. El diagrama que se muestra en la figura P3.78 representa el proceso para la produccin de

dixido de titanio empleado por la compaa Canadian Titanium Pigments de Varennis,Quebec. La escoria tiene el siguiente anlisis:

L

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