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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

83 

Balances de masa y energía 

2.7.5 

El etano se clora en un reactor continuo: C

2

H

6

 + Cl

2

 = C

2

H

5

Cl + HCl 

Parte  del  monocloroetano  que  se  produce  se  clora  aún  más  por  una  reacción  secundaria 

indeseable: C

2

H

5

Cl + Cl

2

 = C

2

H

4

Cl

2

 + HCl 

En  un  caso  específico,  se  producen  100  g  mol  de  C

2

H

5

Cl  con  una  alimentación  que  contiene 

solamente etano y cloro, consumiéndose este último en su totalidad. El reactor está diseñado para 

dar  una  conversión  de  15%  de  etano  y  una  selectividad  de  14  g  mol  C

2

H

5

Cl  /  g  mol  C

2

H

4

Cl

2

Calcúlese la proporción de alimentación (g mol cloro / g mol etano) y la fracción de rendimiento del 

C

2

H

5

Cl. 

Respuestas: 0,161 g mol cloro / g mol etano; 0,87. 

 

2.7.6

 

Se produce etanol a nivel comercial mediante la hidratación de etileno: 

C

2

H

4

+ H

2

O = C

2

H

5

OH 

Parte del producto se convierte a éter dietílico mediante la reacción lateral  

2 C

2

H

5

OH = (C

2

H

5

)

2

 O + H

2

La alimentación a un reactor contiene 53,7% molar de C

2

H

4

, 36,7% de H

2

O y el resto de inertes. 

Se obtiene una conversión de etileno de 5%. El 10% del etanol producido participa en la reacción 

lateral. Calcúlese la composición molar de la corriente de salida del reactor y la selectividad de la 

producción de etanol respecto a la producción de éter. 

Respuestas: 52,42% etileno, 2,48% etanol, 0,14% éter dietílico, 35,09% agua y 9,86% inertes; 18 

g mol etanol / g mol éter.  

  

2.7.7 

El  metano  y  el  oxígeno  reaccionan  en  presencia  de  un  catalizador  para  producir 

formaldehído. En una reacción paralela secundaria,  una porción del metano se oxida para formar 

CO

2

 y H

2

O. 

CH

4

 + O

2

 → HCHO + H

2

O. 

CH

4

 + 2 O

2

 → CO

2

 + 2 H

2

O. 

La  alimentación  del  reactor  contiene  cantidades  equimolares  de  CH

4

  y  O

2

.  La  conversión 

fraccionaria del metano es de 95% y el rendimiento fraccionario del HCHO es de 90%. Calcúlese 

la composición molar del flujo a la salida del reactor y la selectividad de la producción de HCHO 



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