Proyecto Tercer Parcial
Balance de Energía
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Agosto 12 del 2020
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Acetato de Etilo: Estructura, Propiedades, Síntesis y Usos, Apuntes de Química
Proyecto de balance energia con algunos problemas
Tipo: Apuntes
2020/2021
1 / 13
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Proyecto Tercer Parcial
Balance de Energía
Alumno: María José Esteban Rodríguez 729114 Carrera: IQ Maestro: Jaime García Palacios Agosto 12 del 2020
Contenido
Usos:
Producción de tintas de impresión para la industria gráfica. Producción de thinners y solventes de pinturas en industria de pinturas. En la industria de adhesivos y colas derivados de la celulosa. En la industria alimenticia, en productos de confitería, bebidas, dulces. En esencias artificiales de frutas. Remoción de sustancias resinosas en la industria del caucho. En la elaboración de cueros artificiales y para revestir y decorar artículos de cuero. Disolvente de compuestos utilizados para revestir y decorar objetos de cerámica. Solvente para la elaboración de varios compuestos explosivos. En la industria fotográfica, como solvente para la fabricación de películas a base de celulosa. Ingrediente de preparaciones cosméticas (perfumes, esmaltes, tónicos capilares) y farmacéutica. En la industria del papel, para la elaboración de papeles aprestados y para recubrir y decorar objetos de papel. En la industria textil, para la preparación de tejidos de lana para teñido, en procesos de limpieza y para la elaboración de textiles aprestados. Reactivo para la manufactura de pigmentos.
Obtención
La reacción de un ácido carboxílico con un alcohol para dar un éster más agua se conoce como reacción de esterificación de Fischer. Un ácido mineral, generalmente el ácido sulfúrico o el ácido clorhídrico, actúa como catalizador. Como la reacción es reversible, se puede aplicar la ley de acción de las masas.
Diagrama de flujo de proceso completo
Balance de Energía
- Introducción............................................................................................................................
- Usos:....................................................................................................................................
- Obtención............................................................................................................................
- Diagrama de flujo de proceso completo..................................................................................
- Balance de Materia..................................................................................................................
- Balance de Energía..................................................................................................................
- Balance Chaqueta................................................................................................................
- Masa de vapor de agua para chaqueta.................................................................................
- Balance calor columna destilación......................................................................................
- Cantidad de agua necesaria en el condensador de la columna..........................................
- Cantidad de vapor en el rehervidor de la columna............................................................
- Análisis de Costos.................................................................................................................
- Conclusión.............................................................................................................................
- Bibliografías.......................................................................................................................... - Etanol Compuesto PM - Acido Acetico - Acetato de etilo - H2O - Etanol 65.34090909 48.29545455^0 17. Compuesto Entrada Consumo Generado Salida - Acido Acetico 56.81818182 48.29545455 0 8. - Acetato de etilo 0 0 48.29545455 48. - H2O 0 0 48.29545455 48. - Total 218.75 218. - Compuesto M1 M2 M3 M4 M - Etanol 2378.409091 3005.681818 784.0909091 0 784. kg kg kg kg kg
- Acido Acetico 3000 3409.090909 511.3636364 0 511.
- Acetato de etilo - H2O 0 0 869.3181818^750 119. - Total 5378.409091 6414.772727 6414.772727 5000 1414. - M6 M7 M8 M9 M10 M - 156.818182 627.2727273 kg kg kg kg kg kg - 102.272727 409.0909091 - 0 0 21140.625 4228.125 16912.5 21. - 119.318182 0 213.541667 42.7083333 170.8333333 707. - 378.409091 1036.363636 21354.1667 4270.83333 17083.33333 729. - Compuesto M1 M2 M3 M4 M - Etanol 51.70454545 65.34090909 17.04545455 0 17. kmol kmol kmol kmol kmol
- Acido Acetico 50 56.81818182 8.522727273 0 8.
- Acetato de etilo 0 0 48.29545455 48.29545455 - H2O 0 0 48.29545455 41.66666667 6. - Total 101.7045455 122.1590909 122.1590909 89.96212121 32. - M6 M7 M8 M9 M10 M - 3.40909091 13.63636364 kmol kmol kmol kmol kmol kmol - 1.70454545 6.818181818 - 0 0 240.234375 48.046875 192.1875 0. - 6.62878788 0 11.8634259 2.37268519 9.490740741 39. - 11.7424242 20.45454545 252.097801 50.4195602 201.6782407 39. - Compuesto M1 M2 M3 M4 M - Etanol 0.44221424 0.468556244 0.122232064 0 0. % peso % peso % peso % peso % peso - Acido Acetico 0.55778576 0.531443756 0.079716563 0 0.
- Acetato de etilo 0 0 0.662533215 0.85 - H2O 0 0 0.135518158 0.15 0. - Total - M6 M7 M8 M9 M10 M - 0.41441441 0.605263158 % peso % peso % peso % peso % peso % peso - 0.27027027 0.394736842 - 0 0 0.99 0.99 0.99 0. - 0.31531532 0 0.01 0.01 0.01 0. - Compuesto M1 M2 M3 M4 M - Etanol 0.508379888 0.534883721 0.139534884^0 0. % mol % mol % mol % mol % mol - Acido Acetico 0.491620112 0.465116279 0.069767442 0 0.
- Acetato de etilo 0 0 0.395348837 0.536842105 - H2O 0 0 0.395348837 0.463157895 0. - Total - M6 M7 M8 M9 M10 M - 0.29032258 0.666666667 % mol % mol % mol % mol % mol % mol - 0.14516129 0.333333333 - 0 0 0.95294118 0.95294118 0.952941176 0. - 0.56451613 0 0.04705882 0.04705882 0.047058824 0.
Etanol Ac.Ac. Ac.Et. H2O Vapor Cp Kcal/kgºC 0.68 0.522 0.468 1 0. λ Kcal/kg 204.2 96.8 102.1 540 ΔHf Kcal/grmolHf Kcal/grmol -66.3 -115.8 -105.7 -68.2 ---
Balance Chaqueta
Balance de calor en el reactor Q chaqueta + Qrx + Q3 - Q2 + Qperdidas = 0 Q perdidas = 2000 Kcal Tref ºC 0 ΔHf Kcal/grmolHf rx ξ = 48.29545455 Kmol ΔHf Kcal/grmolHf rx 8.2 Kcal/grmol Q rx 396,022.73 Kcal Rxn Endotermica Q2 M2 A.cCp(25-0)+ M2 Et.Cp(25-0) Q2 95585.23 Kcal Q M3 A.cCp(110-0)+ M3 Et.Cp(110-0)+ m3 A.cCp(110-0)+ M3 H2OCp(110-
Q3 402427.5 Kcal Q chaqueta = -704865.00 Kcal T vap ºC 150 T liq ºC 70 T cambio fase 100
Masa de vapor de agua para chaqueta
Q chaqueta = m H2OCp vap (100-150)+ m H2O* λ cond + m H2OCp liq (70-100)
Q10= 646870.6667 Kcal Qc= m H20Cp(35-15) m H2O 113688.5156 kg/lote
6 m^ Q11= M11 Ac. De EtCp(101-0)+M11 H2OCp(101-0) Q11= 35323.4875 Kcal Qreh= Qc + Q9 + Q11 - Q Qreh= 2374946.467 Kcal Para el rehervidor se utiliza vapor de la misma linea utilizada para la reaccion (150ºC). El condensado formado se une al condensado formado en la reaccion (70ºC)
Cantidad de agua necesaria en el condensador de la columna
Qc= m H20Cp(35-15) m H2O 113688.5156 kg/lote 113.6885156 m^
Cantidad de vapor en el rehervidor de la columna
Qreh= m H2OCp vap (100-150)+ m H2O* λ cond + m H2OCp liq (70-100) Qreh= mH2O(Cp vap(100-150)+ λ cond + Cp liq*(70-100)) m H2O = 4886.7 kg/lote
Análisis de Costos
Costo de materias primas usadas en el reactor Densidad etanol= 789 kg/m^ 0.789 kg/l MP Precio/unidad Unidades Costo Etanol 25 3809.482659 95237. Acido acetico 150 3409.090909 511363. Total
Lote Costo de vapor producido Vapor total = Vapor reaccion + Vapor rehervidor Vapor total = 6337.06 kg/lote Precio/kg = 7.5 $ Total = $ 47,527.95 / lote Costo de agua de enfriamiento Agua necesaria= 113688.5156 kg/lote 113.6885156 m^3/lote Considerando densidad de 1000kg/m^ Precio/m^3 10 $ Total =
1,136.89 / lote Costo total por lote= $ /
Bibliografías