Reactor 1

Una planta dedicada a la produccion de ácido nítrico la hace mediante la tostaciòn de amoniaco para obtener mon hidratarlo y obtener el acido nitrico mas monoxido de nitrogeno, si se procesa 150 Kg por hora de una solución de para obetner una sólución de ácido nítrico 3 molar con densidad de 1,12 g/ml NH3 + O2 ⇒ NO + H2O NO + O2 ⇒ NO2 NO2 + H2O ⇒ HNO3 + NO

%m/m = M1 solucion de NH3

msto/msol * 100 150 kg/h

%m/m sol NH3 mNH3,alimentado1

142.5 kg/h

molNH3,alimentado1

8382.35 mol/h

mH2o,alimentado1 molH2O,alimentado1 mo2,alimentado1 REACTOR 1 XNH3 Avance de la reacción 1

Reactor 1

95 %

7.5 kg/h 416.67 mol/h

PMNH3

17

10477.94 mol/h

PMO2

32

PMH2O

18

PMNO

30

0.86 7208.82 mol Reactivos

Igualando la reacción R1

NH3

1 Especie NH3 O2 NO H2O

+

1.25

Alimentado (mol) Variación (mol) Salida (mol) 8382.35 -7208.82 1173.53 10477.94 -9011.0294117647 1466.91 0 7208.8235294118 7208.8235294 416.67 10813.235294118 11229.90

Comprobando conservación de la masa

Entrada 485.29

PMH2O

18 g/mol

PMNH3

17 g/mol

PMNO

30 g/mol

=

Salida 485.29

PMO2

32 g/mol

PMN02

46 g/mol

molNO,entrada2 mNO,entrada2 molO2,entrada2 mO2,entrada2 Excedientes molH2O,entrada2 mH2O,entrada2 molNH3,entrada2 mNH3,entrada2 REACTOR 2 XSO2 Avance de la reacción 2

Reactor 2

7208.82 mol/h 216.26 kg/h 1466.91 mol/h 46.94 kg/h 11229.90 mol/h 202.14 kg/h 1173.53 mol/h 19.95 kg/h

0.86 6199.59 mol Reactivos

Igualando la reacción R2

+

0.50

Alimentado (mol) 7208.82 3604.41 0.00

Variación (mol) -6199.59 -3099.79 6199.59

Salida (mol) 1009.24 504.62 6199.59

Entrada

=

Salida

Comprobando conservación de la masa

331605.882352941

PMH2O

18 g/mol

PMNH3

20 g/mol

PMNO

30 g/mol

PMO2

32 g/mol

PMN02

46 g/mol

PMHNO3

63 g/mol

molNO2,alimentado3

3604.4117647 2137.50

NO

1 Especie NO O2 NO2

O2 ESTEQUIM. O2 ADICONAL

6199.59 mol/h

331605.88235

Reactor 3

Reactor 3 mNO2,alimentado3 molH2O,alimentado3

285.18 kg/h 11229.90 mol/h

mH2O,alimentado3

202.14 kg/h

Excedientes molNO,alimentado3

1009.24 mol/h

mNO,alimentado3 molO2,alimentado3 mO2,alimentado3 molNH3,alimentado3 mNH3,alimentado3 REACTOR 3 XSO2 Avance de la reacción 2 Conc. Solución HNO3

30.28 kg/h 504.62 mol/h 16.15 kg/h 1173.53 mol/h 23.47 kg/h

0.86 5331.65 mol 3 molar

Densidad solución Igualando la reacción R2 Especie mol H2O estequiométrico NO2 2066.5294117647 H2O HNO3 NO Comprobando conservación de la masa

H2O ESTEQUIM. H2O SOBRA

2066.5294118 9163.37

molar

=

g/mL Reactivos 1

NO2

+

0.33

Alimentado (mol) Variación (mol) Salida (mol) 6199.59 -5331.65 867.94 11229.90 -1777.2152941177 9452.69 0 3554.43 3554.43 1009.24 1777.2152941177 2786.45 Entrada 517596.35

=

Salida 517596.35294

Ácido Nítrico, Por amoniaco

niaco para obtener monoxido de nitrogeno y agua. Luego se tuesta el monoxido de nitrogeno para obtener dioxido de nitrogen hora de una solución de amoniaco al 95 %m/m, y cada proceso tiene una conversión del 86%. Cuantos Kg de agua se debe adici

molNH3,salida1

Reactor 1

1173.53 mol/h

mNH3,salida1

19.95

molO2,salida1

1466.91 mol/h

mO2,salida1

46.94

molH2O,salida1

11229.90 mol/h

mH2O,salida1

202.14

7208.82 mol/h

mNO,salida1

216.26

molNO,salida1 g/mol g/mol g/mol g/mol

Productos

O2

→

1.00

PM(g/mol) 17 32 30 18

Alimentado (g) 142500 335294.11764706 0 7500 485294.11764706

Salida (g) 19950 46941.1765 216264.706 202138.235 485294.118

NO

+

1.50

Reactor 2

molNO,salida2

1009.24 mol/h

mNO,salida2

molO2,salida2

504.62 mol/h

mO2,salida2

molNO2,salida2

6199.59 mol/h

mNO2,salida2

Excedientes molH2O,entrada2

11229.90 mol/h

mH2O,entrada2

molNH3,entrada2

1173.53 mol/h

mNH3,entrada2

Productos

O2 PM(g/mol) 30 32 46

Reactor 3

→

NO2

1.00

Alimentado (g) Salida (g) 216264.70588235 30277.0588 115341.17647059 16147.7647 0 285181.059

molHNO3,salida3

3554.43 mol/h

molNO,salida3

2786.45 mol/h

Reactor 3 molNO2,salida3

867.94 mol/h

molH2O,salida3

9452.69 mol/h

Excedientes molO2,salida3

504.62 mol/h

molNH3,salida3

1173.53 mol/h

mol soluto

3554.43

Conc. Molar Volumen solución (mL)

3 1184810.2 mL

Masa de solución (kg) 1326.98742 Masa de agua (kg) 1103.06 H2O extra que se necesita adiconar para llegar a la sol. 3 mol

mol soluto Volumen solución (L) Productos

H 2O

→

0.67

PM(g/mol) 46 18 63 30

Alimentado (g) 285181.05882353 202138.23529412 0 30277.058823529

Salida (g) 39925.3482 170148.36 223929.127 83593.5176

HNO3

+

0.33333333

moniaco

ner dioxido de nitrogeno , para finalmente g de agua se debe adicionar al final del proceso

kg/h kg/h kg/h kg/h

H2O

30.28 kg/h 16.15 kg/h 285.18 kg/h 202.14 kg/h 19.95 kg/h

223.93 kg/h 83.59 kg/h

39.93 kg/h 170.15 kg/h 16.15 kg/h 23.47 kg/h molar = mol.sto/V(L).sol entonces: entonces:

gar a la sol. 3 mol

3 = 3554,43/V(L).sol V(L).sol =

1184.8102 Lt

932.91 Kg

entonces:

ƥ=

1.12 g/mL

ƥ=

1.12

NO

ƥ=

entonces:

g mL

1 1000

0.00112 g/Lt

ƥ= m=

m/V ƥ*V

m sol =

1326987.42 gr

m sol = m ste =

m sto + m ste m sol - msto

1326.98742

mL Lt

Kg