Esperaba que me ayudaran a encontrar la forma de ordenar la información en el problema. ¿Qué tipo de información nos da "la conversión de tolueno en benceno..." que sea relevante para resolver el problema de los valores $R_G$ y $R_L$ ?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
lubos hasko
Puntos
13669
De su diagrama, $R_G$ es el gas reciclado: el hidrógeno que no se ha consumido más el metano que se ha producido. $R_L$ es el líquido reciclado, el tolueno que no ha reaccionado. Ambos vuelven al mezclador con tolueno fresco añadido a la velocidad indicada y con hidrógeno fresco añadido para que la relación molar de hidrógeno a tolueno (y de hidrógeno a metano) sea la indicada.
$R_L$ es más fácil. El problema te dice que el 80% del tolueno se convierte en benceno y el 8% del tolueno se convierte en bifenilo. ¿Qué porcentaje de tolueno queda? El flujo de alimentación original de tolueno es de 3450 lb/h, pero la cantidad de tolueno que entra en la alimentación bruta del reactor es mayor (incluye $R_L$ ).
$$G_{\text{tol}}=F+R_L$$ $$R_L = 0.12\times G_{\text{tol}}$$
Para $R_G$ necesita saber la cantidad de hidrógeno que entra en el mezclador. Te dicen que la relación molar entre el hidrógeno y el tolueno en la alimentación bruta es de 4:1. Ahora que tiene $R_L$ En el caso de que el tolueno esté presente en la alimentación bruta, se puede calcular la estequiometría para obtener el hidrógeno total en la alimentación bruta. Como tienes las ecuaciones equilibradas, puedes determinar cuánto hidrógeno se consume. Si el 80% del tolueno se consume en la generación de benceno, ¿cuánto hidrógeno se consume? ¿Cuánto metano se produce? Haz lo mismo con la conversión de tolueno en bifenilo.
Una vez que se han obtenido los caudales molares de todas las moléculas que salen del reactor, se debería poder calcular el caudal del gas que sale del separador. Esta corriente de gas (llamémosla $K$ ) sólo contiene $\ce{CH4}$ y $\ce{H2}$ de fracciones de mol $y$ y $1-y$ respectivamente. Las fracciones de mol se pueden calcular considerando que todos los $\ce{CH4}$ y $\ce{H2}$ que existe el reactor sale del separador en $K$ .
La composición molar del $R_G$ y $P$ corrientes de agua que salen $K$ es el mismo. Esto significa que ahora se puede utilizar un balance de flujo molar en el punto de mezcla entre $M$ , $R_G$ y el flujo al mezclador (llamémoslo $Y$ ).
$$Y = M + R_G$$
Al hacer un balance sobre el metano, se puede encontrar $R_G$ .
$$(0.5)*(Y) = (1-y)(R_G) $$
Como sabes $Y$ y $y$ Así, podrá encontrar $R_G$ .
