2.2. Aplicaciones de Balance de Materia Con Reacción Química [PDF]

Zitiervorschau

2.2 Aplicación del balance materia con reacción química 2.2.1 Con una sola reacción La aparición de una reacción química en un proceso acarrea varias complicaciones en los procedimientos de balance de masa, los cuales deben ser analizados con mucho cuidado. La ecuación estequiométrica de la reacción impone restricciones respecto de las cantidades relativas de reactivos y productos en las corrientes de entrada y salida. Además, un balance de masa sobre una sustancia reactiva no posee la forma sencilla entradas = salidas, sino que se debe incluir un término de generación o consumo. En una sola etapa. En general los balances en una sola etapa son aquellos en los cuales existe un solo sistema involucrado en el proceso tal que, en este entran reactivos y salen productos llevándose a cabo una sola reacción. B

A

D C

A +B + C = D Diagrama de bloques en una sola etapa En varias etapas (recirculación, derivación, purga y procesos). Los balances de masa en varias etapas involucran procesos principalmente de recirculación, purga y derivación, en los cuales participan varias etapas en el proceso. Estos sistemas se representan con diagramas de bloques generales y particulares para encontrar más rápidamente su solución. En un reactor como el que se muestra en el diagrama de bloques, en el que A se convierte en B, se quiere calcular el valor de R, para ello debemos hacer un balance en el mezclador o en el divisor y, también los grados de conversión por paso y global.

recirculación R Alimentación fresca

A

B

Reactor A®B Mezclador

Producto

Divisor Diagrama de bloques de problemas de recirculación con reacción química

2.2.2 Con dos o mas reacciones. En este tipo de balances se presenta la reacción química con un nuevo recurso para la solución del problema mediante la estequiometría que es, el término que se emplea para describir los cálculos que comprenden relaciones de peso entre los átomos de un compuesto y, entre moléculas y átomos en una reacción química, de modo que la estequiometría se puede usar para describir los cálculos de pesos atómicos y moleculares, la determinación de formulas empíricas de compuestos y las relaciones de peso entre reactivos y productos en la reacción química. En una sola etapa. En general, los balances en una sola etapa donde solo existe una reacción química son muy fácil de interpretar y resolver, pero se debe tener especial cuidado en el planteamiento de la solución ya sea siguiendo la reacción o realizando los balances por elementos correspondientes. En varias etapas. Los balances de masa en varias etapas involucran principalmente procesos de recirculación, purga y derivación en los cuales participan varias etapas en el proceso. Estos sistemas es conveniente representarlos con diagramas de bloques generales y particulares para encontrar rápidamente su solución.