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    Caso2 Equipo8 Ssa

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    Alejandro Sánchez
    El documento presenta el análisis de grados de libertad de un proceso de deshidrogenación de butano en dos reactores. Se indican las variables desconocidas y ecuaciones de balance de materia para cada subsistema y el proceso global. Se calculan las composiciones de las corrientes y se presentan los resultados en tablas.

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    UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

    FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS


    EVIDENCIA ETAPA 2:
    CASO DE ESTUDIO 2: DESHIDROGENACIÓN DE BUTANO
    Equipo No. 8 Grupo 002 Docente: María Teresa Castillo Escobedo

    Nombre: Matrícula:
    Salazar Sánchez Alejandro 1964769
    Santiago Feria Alan Iván 2005118
    Santos Santiago Hannia Nohemi 2123106
    Silva Alvarado Dalia Azeneth 1956270
    Treviño López Héctor Alejandro 1949238

    A 10 de mayo de 2023. San Nicolás de los Garza, Nu


    N

    O
    esa Castillo Escobedo

    Nicolás de los Garza, Nuevo León


    A partir del diagrama de flujo, con la informormación representada del proceso de desh
    butano:
    Las reacciones que se llevan a cabo en cada reactor son:
    𝐶_4 𝐻_10→ 𝐶_4 𝐻_8+ 𝐻_2 REACTOR 1
    𝐶_4 𝐻_8→ 𝐶_4 𝐻_6+ 𝐻_(2 )REACTOR 2

    - Se tiene dos puntos de mezclado "A" y "B"


    - El % de conversión en reactor I es 75%
    - El % de conversión en reactor II es 43%
    Realizar el análisis de grados de libertad en cada subsistema, presentarlo en una tabla,
    desconocidas y las ecuaciones de BM independientes para la especie a la cual se refiera
    restricciones.
    Calcular las composiciones de cada una de las corrientes, expresándolas en Kmol y en m
    Representar los resultados mediante tablas incluyendo unidades.
    Calcular los Kmoles totales recirculados por Kmol de la corriente de alimentación fresca
    La relación de Kmoles de 𝐶_4 𝐻_6/Kmoles de 𝐶_4 𝐻_8
    del proceso de deshidrogenación del

    OR 1
    TOR 2

    tarlo en una tabla, indicando las variables


    e a la cual se refiera, y las relaciones o
    olas en Kmol y en masa.
    alimentación fresca.
    Diagrama de Flujo del proceso

    𝑛 ̇3= 443.33
    (𝑛2=) ̇ 253.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ

    1 (𝑛1) ̇=190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 2

    REACTOR
    𝐶_4 A 𝐶_4
    𝐻_10 𝐻_10
    (𝑛1) ̇𝐶_4 𝐻_10=190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ (𝑛2) ̇𝐶_4 𝐻_10=253.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4
    𝐶_4 𝐻_10 𝐻_10
    𝑛 ̇3𝐶_4 𝐻_8=190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶

    𝑛 ̇3 𝐻_2= 190 𝐾𝑚𝑜𝑙/

    𝑛 ̇3 𝐶_4 𝐻_10= 63.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/


    𝐻_10
    6 𝑛 ̇6= 63.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4 𝑛 ̇6𝐶_4 𝐻_10= 63.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4 𝐻
    𝐻_10

    𝑛 ̇3= 443.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ


    𝑛 ̇4=695.19 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝑛 ̇5= 885.19 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ

    3 4
    B
    5
    REACTOR
    𝐶_4 𝐻_8 𝐶_4 𝐻_8

    𝑛 ̇4 𝐶_4 𝐻_8= 441.86 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4 𝑛 ̇5𝐶_4 𝐻_6= 190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ
     ̇3𝐶_4 𝐻_8=190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4 𝐻_8 𝐻_8
    𝐻_6
    𝐻_2
    𝐻_2
    𝑛 ̇5𝐻_2=380 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ
    𝑛 ̇3 𝐻_2= 190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐻_2
    𝑛 ̇4 𝐻_2= 190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐻_2

    𝐶_4 𝑛 ̇5𝐶_4 𝐻_(8 )=251.86 𝐾𝑚


    𝐻_10 𝐶_4 𝐻_10
    𝐻_10
    𝐻_10= 63.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4
    𝑛 ̇4 𝐶_4 𝐻_10= 63.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4
    𝐻_10 𝑛 ̇5𝐶_4 𝐻_(10 ) 63.33 𝐾𝑚𝑜
    𝐻_10

    7 𝐶_4 𝐻_8

    𝑛 ̇7 = 251.86 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝑛 ̇7 𝐶_4 𝐻_8= 251.86 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4


    8 𝑛 ̇8=380 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ
    3.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4 𝐻_10

    𝐻_2

    𝑛 ̇8𝐻_2=380 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐻_2

    9 𝑛 ̇9=190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ

    SEPARADOR

    𝐶_4 𝐻_6 𝐶_4 𝐻_6


    4 𝐻_6= 190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4 𝑛 ̇9𝐶_4 𝐻_6= 190 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4 𝐻_6
    𝐻_2

     ̇5𝐻_2=380 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐻_2

    𝐶_4 𝐻_8

    4 𝐻_(8 )=251.86 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4


    0
    𝐶_4
    𝐻_10
    4 𝐻_(10 ) 63.33 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4
    0

    1.86 𝐾𝑚𝑜𝑙/ℎ 𝐶_4 𝐻_10


    Criterios Punto de MezcReactor I Punto de MezcReactor II Separador Proceso Global
    Variables Des n1, n2 y n6 n3, n3M, n3G,n4, n4M, n4G,n5, n5F, n5G, n8, n6 y n7 n1, n8 y n9
    Ecuaciones In BM por especiBM por especie
    BM por especie
    BM por especie
    BM por especie
    BM por especie = 3 (E, G y F)
    Relaciones o R 0 1 % de Conver 0 1 % de Conver 0 0
    Grados de Libe3-1 = 2 5-4 = 1 5-3 = 2 6-5 = 1 3-3 = 0 3-3 = 0

    M = C4H8
    E = C4H10
    F = C4H6
    G = H2
    Analisis de Grados de Libertad por el Metodo de especies Moleculares:
    ie = 3 (E, G y F)
    Tabla de Resultados:
    Criterios Corriente 1 Corriente 2 Corriente 3 Corriente 4 Corriente 5 Corriente 6 Corriente 7
    kmol/h mezcla 190 253.33 443.33 695.19 885.19 63.33 251.86
    kmol/h C4H10 190 253.33 63.33 63.33 63.33 63.33 0
    kmol/h C4H8 0 0 190 441.86 251.86 0 251.86
    kmol/h C4H6 0 0 0 0 190 0 0
    kmol/h H2 0 0 190 190 380 0 0
    yC4H10 1 1 0.142850698 0.091097398 0.071543962 1 0
    yC4H8 0 0 0.428574651 0.635596024 0.284526486 0 1
    yC4H6 0 0 0 0 0.214643184 0 0
    yH2 0 0 0.428574651 0.273306578 0.429286368 0 0
    % molar C4H1 100 100 14.28506981 9.109739783 7.154396231 100 0
    % molar C4H8 0 0 42.85746509 63.55960241 28.45264858 0 100
    % molar C4H6 0 0 0 0 21.46431839 0 0
    % molar H2 0 0 42.85746509 27.33065781 42.92863679 0 0
    kg/h C4H10 11020 14693.14 3673.14 3673.14 3673.14 3673.14 0
    kg/h C4H8 0 0 10640 24744.16 14104.16 0 14104.16
    kg/h C4H6 0 0 0 0 10260 0 0
    kg/h H2 0 0 380 380 760 0 0
    kg/h total 11020 14693.14 14693.14 28797.3 28797.3 3673.14 14104.16
    xC4H10 1 1 0.249990131 0.127551541 0.127551541 1 0
    xC4H8 0 0 0.724147459 0.859252777 0.489773694 0 1
    xC4H6 0 0 0 0 0.356283402 0 0
    xH2 0 0 0.025862409 0.013195682 0.026391363 0 0
    % masico C4H 100 100 24.99901314 12.75515413 12.75515413 100 0
    % masico C4H 0 0 72.41474593 85.92527772 48.97736941 0 100
    % masico C4H 0 0 0 0 35.62834016 0 0
    % masico H2 0 0 2.586240926 1.319568154 2.639136308 0 0
    Corriente 8 Corriente 9
    380 190
    0 0
    0 0
    0 190
    380 0
    0 0
    0 0
    0 1 COMPROBACION
    1 0 Punto A R1 Punto B R2
    0 0 ENTRADA C1+C6 C2 C3+C7 C4
    0 0 14693.14 14693.14 28797.3 28797.3
    0 100 SALIDA C2 C3 C4 C5
    100 0 14693.14 14693.14 28797.3 28797.3
    0 0
    0 0
    0 10260
    760 0
    760 10260
    0 0
    0 0
    0 1
    1 0
    0 0
    0 0
    0 100
    100 0
    Separador Global
    C5 C1
    28797.3 11020
    C7+C8+C9+C6 C8+C9
    28797.3 11020
    Como se ha visto en diferentes casos de estudio durante el desarrollo de habilidades en el campo de
    Balances de Materia, existen infinidad de situaciones que pueden ocurrir durante el manejo de algun
    proceso como es en este caso, el uso de dos reactores, donde se pueden realizar los cálculos correctos
    con la poca información que nos proporciona el problema a tratar. Esto con la finalidad de que el proceso
    siga ocurriendo pero con la certeza de las cantidades y proporciones que se deben llevar a cabo para
    hacerlo funcionar.
    campo de
    jo de algun
    os correctos
    que el proceso
    cabo para

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