Alonso Vergara Abraham Enrique Castellanos Pérez Carlos



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EQUIPO 4:

Alonso Vergara Abraham Enrique

Castellanos Pérez Carlos

Fernández Galván Juan Carlos

Romero Macías Armando

Vázquez Francisca Lucia

6.4 La presión de vapor del etilenglicol a varias temperaturas se da a continuación:



T(°C)

79.7

105.8

120.0

141.8

178.5

197.3

a pelota de béisbol calculando la densidad (g/L) del aire a las siguientes condiciones y a presión de 1 atm:

Condición

Temperatura(°F)

Hr

I

70 (21.1°C)

50%

II

70 (21.1°C)

80%

III

90 (32.2°C)

80%

Condición I:

------ -------

--------

---------------

Para sacar la masa del aire tomamos una base de cálculo de 100moles de aire:





2886.8g

Condición II:



----- ----

-------- 1

---------------

Para sacar la masa del aire tomamos una base de cálculo de 100moles de aire:





2879.1g

Condición III:



------ -------

--------

---------------

Para sacar la masa del aire tomamos una base de cálculo de 100moles de aire:





2859.3g

6.24 Un tanque de almacenamiento de 2000 litros esta fuera de servicio por reparación y se volverá a unir aúna línea de alimentación dañada ir un choque con un buque cisterna el tanque se vacío y se abrió unos días después ara que el soldador entrara a realizar el trabajo necesario sin embargo nadie se dio cuenta de que quedaban 15 litros e nonano liquido (C9H20) EN UN POZO DE RECOLECCION en el fondo del tanque una vez adentro este:

A) EL LIMITE INFERIOR DE EXPLOCION DEL NONANO ES D3 0.80%MOL Y EL LIMITE SUPERIOR ES DE 2.9MOL% SUPONGA QUE CUALQUIER CANTIDAD DE NONANO LIQUIDO SE EVAPORE SE DISTRIBULLE DE MANERA UNIFORME EN EL TANQUE ¿ES POSIBLE QUE LA COMPOCISION PROMEDIO DE LA FACE GASEOSA DEL TANQUE ESTE DENTRO DE LOS LIMITES DE EXPLOCION EN CUALQUIER MOMENTO ¿ AUN CUANDO LA COMPOCIION PROMEDIO AIGA FUERA DE LOS LIMITES ¿Por qué SIGUE SIENDO POSIBLE que produzca una explosión

b) el nonano tiene una presión de vapor de 5.00mmhg a 25.0°c y 44mmhg y 66°c use la ecuación de clausius clapeyron para derivar na expresión para p(t) después calcule la temperatura a la cual el sistema tendría que equilibrarse ara que el gas del tanque este en su límite inferior de la explosión

c) por fortuna un inspector de seguridad examino el sistema antes que el soldador comenzara a trabajar y de inmediato cancelo la orden de trabajo el soldador recibió un citatorio y lo multaron por violar los procedimientos de seguridad establecidos. Un requisito era purgar un vapor a conciencia el tanque después de vaciarlo ¿cuál es el propósito de este requerimiento ¿para qué purgar por que utilizar vapor en vez de aire ¿ qué otras precauciones deberían tomarse para asegurar que el soldador no corar ningún riesgo

R: máxima fracción mol de nonano logrado si todo el líquido se evapora y ninguno se LOGRA ESCAPAR

Nonano máximo = 0.084 kmol C9H20

ASUMIMOS T= 25°C,P=1ATM

NONANO(gas) =() = 0.818Kmol

Y(max) = =0.10kmol C9H20/kmol(10mol%)

como el nonano evapora la fracción molar pasará a través del rango de explosividad (0.80% a 2.9%)
Por lo tanto, la respuesta es sí

b) R= LN (P) = - +B T1=25.8°C=299K,P1= 5.0mmhg

T2 66.0°C=339K,P2 =40.0mmhg

-A = =A= 5269

B=LN(5.00)= 19.23 =P =exp=(19.23-

en el límite inferior de explosión y=0.008kmolC9H20/kmol

p(T)=yp=(0.082)(760mmhg)=6.08mmhg T=302°K=29°c

c) el propósito de purga es evaporar y llevar a cabo el nonano líquido utilizando vapor en lugar de aire es asegurarse una mezcla explosiva de nonano y oxígeno nunca está presente en el tanque antes de que alguien entra en el tanque de una muestra de los contenidos debe elaborarse y analizadas para nonano

6.34 Un cuero mojado con 61% de agua entra a un secador continuo de túnel sale arazon de 485lbm /h conteniendo 6.0% de agua se introduce al secador el aire seco a 148°f y 1atm y el aire de salida está a 130°f y 1atm con humedad relativa de 50% calcule a velocidad a la cual entra el cuero húmedo al secador y la velocidad de flujo volumétrico del aire de entrada (ft^3/h)

R=

Base 500lbm/h de cuero seco n1(lb mol/h130°f,1atm



n(0)moles de aire y1(lbmol H2O/lbmol

seco /h140°f 1atm (1-y)(lbmolaireseco)

m0(lbm/h) 500lbm

0.06lbmH2O/lbm

0.61lbmH2O(L)/LBM 0.94lbmL/lb

0.39lbmL/lbm

Equilibrio del cuero seco= 0.39m0 = (0.94)(500)=m0=1205lbm cuero mojado /h

Humedad del aire de salida = y1P=050PH20(130°F) = y1 =0.0756 molH2O/mol

Balance de H20 = (0.60)(1205lbm/h)=(0.060)(500lbm/h)=n1=5175lbmol/h

Balance de aire seco =n0=(1-0.0756)(5175)lbmol/h=478.4lbmoles/h

V(entrada) = =2.09

6.44.- El trióxido de azufre (SO3) se disuelve y reacciona con agua formando una solución acuosa de ácido sulfúrico (H2SO4). El vapor en equilibrio con la solución contiene tanto H2SO4 como H2O. Si se agrega suficiente SO3, toda el agua reacciona y la solución se transforma en H2SO4 puro. Si se añade aún más SO3, este se disuelve para formar una solución de SO3, en H2SO4, llamada óleum o ácido sulfúrico fumante. El vapor en equilibrio con el óleum es SO3 puro. Un óleum al 20% contiene, por definición, 20 Kg de SO3 disueltos y 80 Kg de H2SO4 por cada 100 Kg de solución. De manera alterna, la composición del óleum puede expresarse como % de SO3 por masa, considerando que los constituyentes del óleum son SO3 y H2O.


(a) Pruebe que un óleum al 15% contiene 84% de SO3


H2SO4
H= 1 x 2= 2
S= 32 x 1=32
O=16 x 4=64
TOTAL= 98 g/mol

SO3
S=32 x 1=32
O=16 x 3=48
TOTAL=80 g/mol
R=






H2SO4 al 98%

0.9 SO3
0.1 N2


40°C, 1.2 atm
(b) Suponga que una corriente de gas a 40°C y 1.2 atm que contiene 90 mol% de SO3 y 10% de N2, se pone en contacto con una corriente liquida de H2SO4 (ac) al 98% por peso, produciéndose óleum al 15% a la salida de la torre. Los datos de equilibrio tabulados indican que la presión parcial del SO3 en equilibrio con este óleum es 1.15 mm Hg calcule (i) la fracción molar de SO3 en el gas de salida si este último esta en equilibrio con el producto líquido a 40°C y 1 atm, y (ii) la proporción (m3 gas alimentado)/(kg liquido alimentado)


40°C, 1.2 atm



15% óleum



0.98 kg SO3
0.02 kg H2O

6.54.- Una mezcla liquida contiene 50 mol% de propano, 30% de n-butano y 20% de isobutano se almacena en un recipiente rígido a 77°F. La presión de trabajo máxima permisible del recipiente es 200 psi. El espacio por encima del líquido solo contiene vapores de los tres hidrocarburos.

(a) Demuestre que el recipiente es seguro es este momento usando la ley de Raoult en sus cálculos.
SO3 °F ->°C = (°F-32)(5/9)

PROPANO
A=3.922828 B=803.997 C=247.040









n-BUTANO
A=6.8248 B=943.453 C=239.711




Hg






ISOBUTANO

A=6.7886 B=899.67 C=241.942











P=Xp. P*p + Xnb.P*nb + Xib.P*ib P= (134.5158) (0.50) + (35.2439) (0.30) + (50.685)(0.20)


=87.968 psi

Como 87.968 psi < 200psi entonces el recipiente es seguro para el almacenamiento

(b) Obtenga un estimado burdo de la temperatura por arriba de la cual se excedería la presión máxima permisible. Comente si el recipiente es adecuado para almacenar la mezcla mencionada.


P=Xp. P*p + Xnb.P*nb + Xib.P*ib ⇒ P= (300) (0.50) + (90) (0.30) + (120)(0.20)=201 psi

R= Por el diagrama de Cox a:
140 °F
Pp=300 psi
Pnb= 90 psi
Pib=120 psi

Cuando el recipiente rebasa los 140 °F (60°C) el sistema ya no es el adecuado para el almacenamiento









Base: 100 mol/ alimentación(gas). H=hexano.



200 mol aceite/s


100 mol/s

0.05 mol H/mol

0.95 mol N2/mol
nGN (mol/s)

yN (mol H/mol) (1–yN) (mol N2/mol)
nL1 (mol/s)

x1 (mol H/mol) (99.5% de H) (1–x1) (mol aceite/mol)
nL (mol/s)

xi–1 (mol H/mol)

nL (mol/s)

xi (mol H/mol)
nG (mol/s)

yi (mol H/mol)

Stage i nG (mol/s)

yi+1 (mol H/mol)



a. N2 Balance: 0.95 (100) = (1 yN ) n GN

n GN = 95.025 mol/ s



99.5% absorción: 0.05 (100) (0.005) = yN GN

YN= 2.63 × 10−4 mol H (v)/mol



Balance de moles: 100 + 200 = 95.025 + n L1 n L1 = 205 mol/ s

1

Balance de Hexano: 0.05 (100) = 2.63 ×10−4 (95.025) + x ( 204.99)

⇒x=0.0243 molH(I)/mol



N(liquid) = 1/2 ( 200 + 205) ⇒ n=202.4mol/s

N(gas) = ½(100+95.025)=97.52mol/s

B







b. y1 = x1 pH b50° Cg / P = 0.0243b403.73g / 760 = 0.0129 mol H(v) mol

c. Las fórmulas dadas derivan de la ley de Raoult





Absorcion de exano





































P=

760

PR=

1
















y0=

0.05

x1=

0.0243

yN=

2.63E-04










nGN=

95.025

nL1=

204.98

nG=

97.52

nL=

202.48




A=

6.88555

B=

1175.817

C=

224.867





































T

p*(T)




T

p*(T)




T

p*(T)




30

187.1




50

405.3059




70

790.5546































i

x(i)

y(i)

i

x(i)

y(i)

i

x(i)

y(i)

0




5.00E-02

0




5.00E-02

0




5.00E-02

1

2.43E-02

5.98E-03

1

2.43E-02

1.30E-02

1

2.43E-02

2.53E-02

2

3.10E-03

7.63E-04

2

6.46E-03

3.45E-03

2

1.24E-02

1.29E-02

3

5.86E-04

1.44E-04

3

1.88E-03

1.00E-03

3

6.43E-03

6.69E-03










4

7.01E-04

3.74E-04

4

3.44E-03

3.58E-03










5

3.99E-04

2.13E-04

5

1.94E-03

2.02E-03



















...

...

...



















21

4.38E-04

4.56E-04






d.

e. Si la columna se deja un determinado tiempo, el líquido que fluye hacia abajo se aproximan a un equilibrio con el gas que entra.

A 70°C, la fracción molar de hexano es 4.56x10-4 mol H / mol, que es insuficiente para lograr la absorción total hexano al nivel deseado.

Para llegar a ese nivel, la tasa de alimentación de líquido debe ser aumentada o la presión debe ser elevada a 1037 mm Hg para el cual la fracción molar final del hexano en el vapor es 2.63x10-4 o menos.




Base: 100 g H 2 O



Solución saturada a 60°C

100 g H 2 O



16.4 g NaHCO 3


ms (g NaHCO3 )

NaHCO 3 balance 16.4 = 11.1 + ms ms = 5.3 g NaHCO 3


Solucion saturada a30°C

100 g H 2 O



11.1 g NaHCO3



6.84

SE FORMA UNA SOLUCION DE DIFENILO (PM=154.2) EN BENCENO, MEZCLANDO 56g DE DIFENILO CON 550ml DE BENCENO.ESTIME LA PRESION DE VAPOR EFECTIVA DE LA SOLUCION A 30°C Y LOS PUNTOS DE FUSION Y EBULLICION DE LA SOLUCION A 1 ATM






550ml 0.879g 1mol

ml 78.11g


MOLES DE DIFENILO =6.19mol



Pb{T}=(1-Xdp)Pb{T}=0.945{120.67 mmHg}=114.0 mmHg



Tm=5.5-3.6=1.9C



Tb=80.1-1.85=82C

6.94

CINCO KILOGRAMOS DE UNA MEZCLA QUE CONTIENE 30% POR PESO DE ACETONA 70% DE AGUA SE AGREGAN A 3.5kg DE UNA MEZCLA QUE CONTIENE 20% POR PESO DE ACETONA 80% DE MIBK A 25°C.EMPLEE LA FIGURA 6.6.1 PARA ESTIMAR LA MASA Y LA COMPOSICION DE CADA FASE DE LA MEZCLA RESULTANTE.



COMPOSICION GENERAL DEL SISTEMA:

A=ACETONA, W=AGUA, M=MIBK

5000g {30%A, 70%W} =1500g A, 3500g W

3500g {20%A, 80%M} =700g A, 2800g M

2200 g A

3500 g W 25.9% A, 41.2% W, 32.9% M

2800 g M

BALANCE DEL AGUA : 3500=0.06m(1)+0.76m(2)

BALANCE DEL ACETONA: 2200=0.31m(1)+0.21m(2)

M(1)=4200g m MIBK



M(2)=4270g m AGUA






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