Control de Procesos

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CONTROL DE PROCESOS DE REACCIN

BIBLIOGRAFIA -Principios bsicos de los procesos qumicos (Felder & Rousseau) -Principios bsicos y clculos en Ing. Qumica (Himmelblau) -Manual del Ingeniero Qumico (Perry & Chilton) -Ingeniera de las reacciones Qumicas (Levenspiel)-

Control de procesos de Reaccin de acuerdo a las variables implicadas MML Tecnolgico Comfenalco II SEM-2010

CLASIFICACION DE PROCESOS QUIMICOS

Intermitentes o de lotes (batch): Se carga la alimentacin a un sistema (reactor, tanque) al inicio del proceso, eliminndose los productos de una sola vez algn tiempo despus. Ejemplo: Agregar reactivos a un tanque y eliminar los productos y reactivos no consumidos algn tiempo despus cuando el sistema ha alcanzado el equilibrio.Control de procesos de Reaccin de acuerdo a las variables implicadas MML Tecnolgico Comfenalco II SEM-2010

CLASIFICACION DE PROCESOS QUIMICOS

Proceso Continuo : Las entradas y salidas fluyen continuamente durante todo el tiempo que permanezca el proceso en funcionamiento. Ejemplo: Bombear una mezcla de lquidos a una torre de destilacin y eliminar uniformemente corrientes de lquido y vapor desde los extremos inferior y superior de la torre.Control de procesos de Reaccin de acuerdo a las variables implicadas MML Tecnolgico Comfenalco II SEM-2010

CLASIFICACION DE PROCESOS QUIMICOS

Proceso Semi-intermitente: Las entradas son casi instantneas mientras que las salidas son continuas. Ejemplo: Permitir que el contenido de un recipiente que contiene gas a alta presin salga a la atmsfera. Mezclar lentamente varios lquidos dentro de un tanque del cual nada se est extrayendo.Control de procesos de Reaccin de acuerdo a las variables implicadas MML Tecnolgico Comfenalco II SEM-2010

CLASIFICACION DE PROCESOS QUIMICOS

Proceso Semi-intermitente : Las entradas son casi instantneas mientras que las salidas son continuas. Ejemplo: Permitir que el contenido de un recipiente que contiene gas a alta presin salga a la atmsfera. Mezclar lentamente varios lquidos dentro de un tanque del cual nada se est extrayendo.Control de procesos de Reaccin de acuerdo a las variables implicadas MML Tecnolgico Comfenalco II SEM-2010

CLASIFICACION DE PROCESOS QUIMICOS

REGIMEN PERMANENTE : Los valores de todas las variables de proceso (temperatura, presiones, volmenes, niveles, flujos) no sufren modificaciones a lo largo del tiempo, a excepcin de posibles pequeas fluctuaciones alrededor de valores medio constantes.

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CLASIFICACION DE PROCESOS QUIMICOS

REGIMEN TRANSIENTE O TRANSITORIA: Alguna de las variables de proceso (temperatura, presiones, volmenes, niveles, flujos) cambia su valor con el tiempo. Por su naturaleza, los procesos intermitentes o semi-intermitentes son operaciones en rgimen transientes mientras que los procesos continuos pueden ser ya sea de rgimen transitorio o permanente.Control de procesos de Reaccin de acuerdo a las variables implicadas MML Tecnolgico Comfenalco II SEM-2010

CLASIFICACION DE PROCESOS QUIMICOS

EJEMPLOS: 1. Se llena un globo con aire a un flujo msico de 2 gramos / minuto. 2. Se saca una bolsa de leche de la nevera y se deja sobre la mesa de cocina 3. Hervir el agua en una olla abierta en la cocina.

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CLASIFICACION DE PROCESOS QUIMICOSEJEMPLOS: 4. Se alimenta CO y Vapor de agua a un reactor tubular a un flujo estable, los cuales reaccionan para formar CO2 y H2(g). Los productos y reactivos no consumidos se eliminan por otro extremo. El reactor contiene aire cuando inicia el proceso. La temperatura del reactor es constante y la composicin y flujo de la corriente de entrada de reactivos tambin resulta independiente del tiempo; clasificar el proceso a) Inicialmente. b) Luego de haber transcurrido un largo periodo de tiempo.

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BALANCES

ECUACION GENERAL DE BALANCE: Entrada+GeneracinSalidaConsumo = Acumulacin. (entra a Producido Sale a Consumido Acum. Travs de dentro del travs de dentro del dentro Los lmites sistema los lmites sistema del Del sistema) sist.Control de procesos de Reaccin de acuerdo a las variables implicadas MML Tecnolgico Comfenalco II SEM-2010

BALANCES

ECUACION GENERAL DE BALANCE: La masa ni se crea ni se destruye, slo se transforma (no aplica a reacciones nucleares)

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BALANCES

ECUACION GENERAL DE BALANCE: Cada ao llegan 50000 personas a una ciudad mientras que la abandonan 60000. Nacen 22000 y mueren 19000. Formule un balance de la poblacin de dicha ciudad. Use las unidades correspondientes. R/ta: 50000+22000-60000-19000= -7000

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BALANCES

TIPOS DE BALANCE: A) Balances diferenciales: Indican qu sucede en un sistema en un instante dado. Cada trmino de la ecuacin resulta en una velocidad. Aplica a procesos continuos. B) Balances integrales: Se describe qu ocurre entre 2 instantes. Cada trmino de la ecuacin resulta en una cantidad de la substancia medida. Aplica a procesos intermitentes. Los trminos de generacin y consumo de una ecuacin de balance resultan nulos si la cantidad sobre la cual se efecta el balance no es un reactivo ni un producto en Reaccin.

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BALANCESBalances sobre procesos continuos en rgimen permanente.

El termino acumulacin debe ser nulo, por qu? La ecuacin se simplifica a: Entrada + Generacin = Salida + Consumo.

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BALANCESBalances sobre procesos continuos en rgimen permanente.

Ejemplo: Se separan por destilacin en dos fracciones, 1000 Kg/h de una mezcla de benceno/tolueno que contiene 50% de benceno en masa. El flujo msico de benceno en la corriente superior es de 450 kg/h y de 475 Kg/h de tolueno en la corriente inferior. La operacin es en rgimen permanente. Formule balance para el benceno y el tolueno con el fin de calcular los flujos desconocidos

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BALANCESBalances sobre procesos continuos en rgimen permanente.

Rta: Hay acumulacin? Acumulacin = 0 Hay reaccin qumica? Generacin = 0

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BALANCESBalances integrales de proceso intermitente de mezclado.TAREA: Se tiene dos mezclas de metanol-agua en recipientes separados. La primera mezcla contiene 40% en peso de metanol, mientras que la segunda contiene 70% en peso de metanol. Si se combinan 200 gr de la primera mezcla con 150 gr de la segunda mezcla, cual ser la masa final de producto? Cual ser la cantidad de metanol en la masa final del producto? Trate de deducir una comprobacin del resultado.Control de procesos de Reaccin de acuerdo a las variables implicadas MML Tecnolgico Comfenalco II SEM-2010

FUNDAMENTOS DE LOS BALANCES DE MASADIAGRAMAS DE FLUJO: Cuando uno recibe una descripcin del proceso y debe determinar alguna variable del proceso, es esencial la organizacin de la informacin obtenida de una forma conveniente para los clculos subsiguientes. La mejor forma de hacer esto es mediante la realizacin de un diagrama de flujo del proceso, utilizando rectngulos u otros smbolos para la representacin de las unidades de proceso (reactores, mezcladores, torres, etc), y rectas con flechas para representar entradas y salidas.

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FUNDAMENTOS DE LOS BALANCES DE MASASUGERENCIAS PARA ROTULAR UN DIAGRAMA DE FLUJO: 1. Escribir los valores y unidades de todas las variables de las corrientes en los sitios que corresponden a las corrientes del diagrama. 2. Asignar smbolos algebraicos a las variables desconocidas de las corrientes (Tales como Q kg de solucin/min, x lbm de N2/lbm, etc) y escribir los nombres de estas variables y sus unidades asociadas sobre el diagrama.

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FUNDAMENTOS DE LOS BALANCES DE MASABALANCE DE UN PROCESO. 1. El nmero mximo de ecuaciones linealmente independientes que pueden formularse a travs de balances en un sistema sin reaccin qumica equivale al nmero de especies qumicas en las corrientes de entrada y salida. 2. Formular primero aquellos balances que involucran el menor nmero de incgnitas.

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FUNDAMENTOS DE LOS BALANCES DE MASADELINEACIN DE UN PROCEDIMIENTO PARA EL CALCULO DE BALANCES DE MASA. 1. Representar el problema en un diagrama de flujo y rotularlo con todos los valores de las variables conocidas. 2. Elegir como base de clculo una cantidad o flujo de una de las corrientes de proceso. 3. Rotular las variables desconocidas en el diagrama 4. Convertir volmenes o flujos volumtricos conocidos a cantidades msicas o molares, empleando densidades tabuladas o leyes de los gases. 5. Si el problema mezcla unidades msicas y molares en una corriente, convertir todas las cantidades a una base u otra (Usando el peso molecular de la sustancia)Control de procesos de Reaccin de acuerd