solución ejercicio

1. EJERCICIO QUÍMICA INDUSTRIAL
El importante producto químico industrial Na2CO3 se produce a partir de piedra caliza,
CaCO3,sal,NaClycoque, C, usando el proceso solvay. En esteingeniosoproceso, lareacción
química hipotética.
𝑪𝒂𝑪𝑶 𝟑 + 𝟐 𝑵𝒂𝑪𝒍 → 𝑪𝒂𝑪𝒍 𝟐 + 𝑵𝒂 𝟐 𝑪𝑶 𝟑
Que no ocurre bajo condiciones industrialmente aceptables, se efectúa indirectamente
mediante una secuencia de reacciones en las que interviene amoniaco como producto
intermedio. En el diagrama de flujo mostrado en la figura 1. Se carga coque (100% Carbón)
y piedra caliza (CaCO3 puro) a un horno, en proporción de 3 moles de C a cuatro moles de
CaCO3, en el horno, el carbón se quema completamente con aire (21% O2,79% N2):
𝑪 + 𝑶 𝟐 → 𝑪𝑶 𝟐
Y proporciona el calor requerido para efectuar la descomposición térmica del CaCO3.
𝑪𝒂𝑪𝑶 𝟑 → 𝑪𝒂𝑶 + 𝑪𝑶 𝟐
Parte de los gases de descarga del horno, que contiene 36.75% de CO2 se purgan y el resto
(64%) Se envían a la unidad de carbonación. El residuo solido del horno, que se supone
contiene únicamente CaO, se hace reaccionar con agua en una unidad llamada “apagador”
para producir una solución al 35% de hidróxido de calcio, mediante la reacción
𝑪𝒂𝑶 + 𝑯 𝟐 𝑶 → 𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐
Esta solución de hidróxido reacciona en la unidad de recuperación de amoniaco con la
recirculación de cloruro de amonio de la unidad de carbonación, para producir amoniaco y
el subproducto CaCl2.
𝟐 𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍+ 𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐 → 𝟐 𝑵𝑯 𝟑 + 𝑪𝒂𝑪𝒍 𝟐 + 𝟐 𝑯 𝟐 𝑶
La corriente de recirculación (13) contiene 4.7% de CO3 disuelto, 7.65% de NaCl, 61.54 de
H2O y el resto los compuestos de amonio. La corriente de subproducto CaCl2 también
contiene 80% de H2O y una cantidad pequeña de NH4OH. Debido a esta pérdida de
amoniaco, deberá suministrarse al proceso algo de NH3 de reposición. El consumo típico de
NH3 en la planta es de 1 mol de NH3 por cada 17.5 moles de Na2CO3 producidas. El NH3
introducido, así como el NH3 producido por reacción, se hidrolizan inmediatamente a
hidróxido de amonio en la unidad de recuperación de amoniaco:
𝑵𝑯 𝟑 + 𝑯 𝟐 𝑶 → 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
La corriente 12, de hidróxido de amonio concentrado (solo 50.57% de H2O) proviene de la
unidad de recuperación, se introduce a la unidad de carbonación, en donde el hidróxido

2. reacciona con NaCl(que sealimenta como salmuera saturada que contiene 39.37% de NaCl)
y con un gas rico en CO2 para producir NaHCO3 mediante la reacción:
𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯 + 𝑪𝑶 𝟐 + 𝑵𝒂𝑪𝒍 → 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑 + 𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍
Los gases residuales de la unidad de carbonación se descargan a la atmosfera, en tanto que
la lechada de producto, que contiene el precipitado de NaHCO3, se envía a un subproceso
de separación. En la unidad de separación se filtra el bicarbonato y se lava en etapas, para
producir una corriente de bicarbonato húmedo que contiene bicarbonato y un poco de
NaCl. La corriente liquida residual de la unidad de separación se recircula a la unidad de
recuperación de amoniaco, mientras que l corriente de bicarbonato húmedo se carga a un
horno rotatorio. Llamado calcinador, en donde se descompone térmicamente al
bicarbonato para producir carbono de sodio:
𝟐 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑 → 𝑵𝒂 𝟐 𝑪𝑶 𝟑 + 𝑪𝑶 𝟐 + 𝑯 𝟐 𝑶
El producto solido resultante contiene 2 moles de NaCl por cada 100 moles de carbonato
de sodio. El CO2 y H2O Eliminados en el calcinador, se enfrían para recuperar el H2O por
condensación. El CO2 se mezcla con los gases de descarga del horno de piedra caliza y se
alimenta a la unidad de carbonación. Supóngase que todas las composiciones están en
fracción mol o porcentaje en mol.
a) Construya una tabla de grados de libertad y demuestre que el proceso está
especificado correctamente.
b) Describa el orden en que se deben efectuar los cálculos, para determinar todos los
flujos y composiciones en el diagrama de flujo.
c) Calcule los moles de solución de CaCl2 producidas (corriente 11) por mol de
salmuera alimentada (corriente 14).

3. Solucion ejercicio
HORNO APAGADOR (I)
APAGADOR (II)
RECUPERACION DE AMONIACO (III)
SEPARADOR (IV)
UNIDAD DE CARBONACION (V)
CALCINADOR (VI)
Iniciaremos tomando en cuenta que por cada 100 moles de Na2CO3 se producen 2 moles
de NaCl.
Teniendo en cuenta la relación:
𝑁𝐻3
𝑁𝑎2 𝐶𝑂3
=
1
17.5
𝑁𝐻3
100
=
1
17.5
𝑁𝐻3 = 5.71

4. UTILIZANDO LA ECUACION
2 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 → 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 + 𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑂 (7)
Tenemos
𝑵 𝑺
𝑺𝒂𝒍
= 𝑵 𝑺
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹 𝒔 𝑹
(𝑵𝒂 𝟐 𝑪𝑶 𝟑) 𝟐𝟏
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝒂 𝟐 𝑪𝑶 𝟑) 𝟐𝟏
𝒆𝒏𝒕
+ 𝟏(𝑹 𝟕)
(100) = (0)+ 1(𝑅7)
𝑅7 = 100
BALANCE DE BICARBONATO
(𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑) 𝑽𝑰
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑) 𝟏𝟖
𝒆𝒏𝒕
− 𝟐(𝑹 𝟕)
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 = 200
El NaCl no interviene en la reacción así que lo que entra es igual a lo que sale.
(𝑵𝒂𝑪𝒍) 𝟐𝟏
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝒂𝑪𝒍) 𝟏𝟖
𝒆𝒏𝒕
(𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑) 𝟏𝟖
𝒆𝒏𝒕
= (𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑) 𝟏𝟔
𝑺𝒂𝒍
UTILIZANDO LA ECUACION
𝑁𝐻4 𝑂𝐻 + 𝐶𝑂2 + 𝑁𝑎𝐶𝑙 → 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 + 𝑁𝐻4 𝐶𝑙 (6)
(𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑) 𝟏𝟔
𝑺𝒂𝒍
= (𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑) 𝑽
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹 𝑹 𝟔
𝑅6 = 200
(𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍 ) 𝟏𝟔
𝑺𝒂𝒍
= (𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍) 𝑽
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹 𝑹 𝟔
(𝑁𝐻4 𝐶𝑙 )16
𝑆𝑎𝑙
= 200
(𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍 ) 𝟏𝟔
𝑺𝒂𝒍
= (𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍 ) 𝟏𝟑
𝒔𝒂𝒍
UTILIZANDO LA ECUACION
𝟐 𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍+ 𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐 → 𝟐 𝑵𝑯 𝟑 + 𝑪𝒂𝑪𝒍 𝟐 + 𝟐 𝑯 𝟐 𝑶 ( 𝟓)
(𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍 ) 𝑰𝑽
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍 ) 𝟏𝟑
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹𝑹 𝟓
(𝟎) 𝒔𝒂𝒍
= (𝟐𝟎𝟎 ) 𝟏𝟑
𝒆𝒏𝒕
+ (−𝟐)𝑹 𝟓

5. 𝑅5 = 100
BALANCE PARA 𝑪𝒂𝑪𝒍2
(𝑪𝒂𝑪𝒍𝟐)11
𝑠𝑎𝑙
= (𝑪𝒂𝑪𝒍𝟐) 𝑒𝑛𝑡
+ 𝛿𝑅5
(𝑪𝒂𝑪𝒍𝟐)11
𝑠𝑎𝑙
= 100
Balance para 𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐
(𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐)𝑰𝑰𝑰
𝒔𝒂𝒍
= (𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐) 𝟗
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹 𝑹 𝟓
(𝟎) 𝒔𝒂𝒍
= (𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐) 𝟗
𝒆𝒏𝒕
+ (−𝟏)(𝟏𝟎𝟎)
(𝐶𝑎(𝑂𝐻)2)9
𝑒𝑛𝑡
= 100
UTILIZANDO ECUACIÓN
𝑪𝒂𝑶 + 𝑯 𝟐 𝑶 → 𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐 (𝟑)
(𝑪𝒂( 𝑶𝑯) 𝟐) 𝟗
𝒔𝒂𝒍
= (𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐) 𝑰𝑰
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹𝑹 𝟑
(𝟏𝟎𝟎) 𝟗
𝒔𝒂𝒍
= (𝟎) 𝒆𝒏𝒕
+ (𝟏)𝑹 𝟑
𝑅3 = 100
BALANCE PARA 𝑪𝒂𝑶
(𝑪𝒂𝑶) 𝟒
𝒔𝒂𝒍
= (𝑪𝒂𝑶) 𝑰
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹𝑹 𝟑
(𝟎) 𝟒
𝒔𝒂𝒍
= ( 𝑪𝒂𝑶) 𝒆𝒏𝒕
+ (−𝟏)(𝟏𝟎𝟎)
( 𝐶𝑎𝑂)4
𝑒𝑛𝑡
= 100
UTILIZANDO LA ECUACION
𝑪𝒂𝑪𝑶 𝟑 → 𝑪𝒂𝑶 + 𝑪𝑶 𝟐 (𝟐)
BALANCE PARA 𝑪𝒂𝑶
(𝑪𝒂𝑶) 𝟒
𝒔𝒂𝒍
= (𝑪𝒂𝑶) 𝑰
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹 𝑹 𝟐
(𝟏𝟎𝟎) 𝟒
𝒔𝒂𝒍
= (𝟎) 𝒆𝒏𝒕
+ (𝟏)𝑹 𝟐
𝑅2 = 100
BALANCE PARA 𝑪𝒂𝑪𝑶 𝟑
(𝑪𝒂𝑪𝑶 𝟑 ) 𝑰
𝒔𝒂𝒍
= (𝑪𝒂𝑪𝑶 𝟑 ) 𝟐
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹 𝑹 𝟐

6. (𝟎) 𝑠𝑎𝑙
= (𝑪𝒂𝑪𝑶 𝟑 ) 𝟐
𝒆𝒏𝒕
+ (−𝟏)(𝟏𝟎𝟎)
(𝐶𝑎𝐶𝑂3 )2
𝑒𝑛𝑡
= 100
Según la relación dada en el ejercicio
𝑪
𝑪𝒂𝑪𝑶 𝟑
=
3
4
𝐶 = 75
UTILIZANDO LA ECUACION
𝐶 + 𝑂2 → 𝐶𝑂2 (1)
(𝑪) 𝑰
𝒔𝒂𝒍
= (𝑪) 𝟏
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹𝑹 𝟏
(𝟎) 𝒔𝒂𝒍
= (𝟕𝟓) 𝟏
𝒆𝒏𝒕
+ (−𝟏)𝑹 𝟏
𝑅1 = 75
BALANDE DE 𝑵𝑯 𝟑
𝑵𝑯 𝟑 + 𝑯 𝟐 𝑶 → 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟐 𝑵𝑯 𝟒 𝑪𝒍+ 𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐 → 𝟐 𝑵𝑯 𝟑 + 𝑪𝒂𝑪𝒍 𝟐 + 𝟐 𝑯 𝟐 𝑶
(𝑵𝑯 𝟑)𝑰𝑰𝑰
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝑯 𝟑) 𝟏𝟎
𝒆𝒏𝒕
+ 𝟐𝑹 𝟓 − 𝑹 𝟒
(𝟎) 𝑰𝑰𝑰
𝒔𝒂𝒍
= (𝟓. 𝟕𝟏) 𝟏𝟎
𝒆𝒏𝒕
+ 𝟐(𝟏𝟎𝟎) − 𝑹 𝟒
𝑅4 = 205.75
DETERMINAR EL H2O QUE SALE DEL APAGADOR (II)
( 𝑯 𝟐 𝑶) 𝟗
𝒔𝒂𝒍
=
𝟏𝟎𝟎
𝟎. 𝟑𝟓
𝟎. 𝟔𝟓 = 𝟏𝟖𝟓. 𝟕
( 𝐻2 𝑂)9
𝑠𝑎𝑙
= 185.7
BALANCEPARA AGUA EN EL APAGADOR
( 𝑯 𝟐 𝑶) 𝑰𝑰𝑰
𝒔𝒂𝒍
= ( 𝑯 𝟐 𝑶) 𝟖
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹𝑹 𝟑
( 𝟏𝟖𝟓. 𝟕) 𝑰𝑰𝑰
𝒔𝒂𝒍
= ( 𝑯 𝟐 𝑶) 𝟖
𝒆𝒏𝒕
+ (−𝟏)(𝟏𝟎𝟎)
( 𝐻2 𝑂)8
𝑒𝑛𝑡
= 285.7

7. BALANCEDE 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯 EN EL SISTEMA DE RECUPERACION DE AMONIACO (III)
(𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟐
𝒔𝒂𝒍
+ (𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟑
𝒆𝒏𝒕
+ 𝜹𝑹 𝟒 (𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟖)
BALANCEDE 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯 EN EL SISTEMA DE UNIDAD DE CARBONACION (V)
(𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟔
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟐
𝒆𝒏𝒕
− 𝜹𝑹 𝟔 (𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟗)
(𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟑
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟐
𝒆𝒏𝒕
− 𝑹 𝟔 (𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟏𝟎)
Remplazando (10) en (8)
(𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟐
𝒔𝒂𝒍
+ (𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
= (𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟐
𝒆𝒏𝒕
− 𝑹 𝟔 + 𝑹 𝟒
(𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
= 𝑹 𝟒 − 𝑹 𝟔
(𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
= 𝟐𝟎𝟓. 𝟕𝟏 –𝟐𝟎𝟎
(𝑁𝐻4 𝑂𝐻)11
𝑠𝑎𝑙
= 5.71
DETERMINACION DEL AGUA QUE SALE DE LA UNIDAD DE RECUPERACION POR 11.
(𝑯 𝟐 𝑶) 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
𝟎. 𝟖
=
((𝑪𝒂𝑪𝒍 𝟐) 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
+ (𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯) 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
)
𝟎. 𝟐
(𝐻2 𝑂)11
𝑠𝑎𝑙
=
100+5.71
0.2
∗ 0.8
(𝐻2 𝑂)11
𝑠𝑎𝑙
= 422.84
PLANTEAMOSLASECUACIONESPARA DETERMINARLASCONCENTRACIONESDEENTRADA YSALIDA
EN LA UNIDAD DE RECUPERACION DE AMONIACO (III) para CO2 NaCl y NH4OH.
Para CO2
𝑵 𝟏𝟐 ∗ 𝑿 𝑪𝑶 𝟐
𝟏𝟐
= 𝑵 𝟏𝟑 ∗ 𝑿 𝑪𝑶 𝟐
𝟏𝟑
𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟏𝟏
Para NaCl
𝑵 𝟏𝟐 ∗ 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟐
= 𝑵 𝟏𝟑 ∗ 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟑
𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟏𝟐
Para NH4OH
𝑵 𝟏𝟐 ∗ 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟐
+ 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
= 𝑵 𝟏𝟑 ∗ 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟑
+ 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯 𝟏𝟏
𝒆𝒏𝒕
𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟏𝟑
𝑵 𝟏𝟐 ∗ (𝟎. 𝟒𝟗𝟒𝟑− 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟐
− 𝑿 𝑪𝑶 𝟐
𝟏𝟐
) + 𝟓. 𝟕𝟏 = 𝑵 𝟏𝟑 ∗ 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟑
+ 𝟐𝟎𝟓.𝟕𝟏
𝑵 𝟏𝟐 ∗ (𝟎. 𝟒𝟗𝟒𝟑 − 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟐
− 𝑿 𝑪𝑶 𝟐
𝟏𝟐
) = 𝑵 𝟏𝟑 ∗ 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟑
+ 𝟐𝟎𝟎
Para el H2O
𝑵 𝟏𝟐 𝑿 𝑯 𝟐 𝟎
𝟏𝟐
+ (𝑯 𝟐 𝑶) 𝟏𝟏
𝒔𝒂𝒍
= (𝑯 𝟐 𝑶) 𝟏𝟗
𝒆𝒏𝒕
+ 𝑵 𝟏𝟑 ∗ 𝑿 𝑯 𝟐 𝑶
𝟗
+ 𝜹𝑹 𝟒 + 𝜹𝑹 𝟓 𝒆𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟏𝟒
𝑵 𝟏𝟐 ( 𝟎.𝟓𝟎𝟓𝟕) + ( 𝟒𝟐𝟐. 𝟖𝟒) = ( 𝟏𝟖𝟓. 𝟕) + 𝑵 𝟏𝟑 ∗ ( 𝟎. 𝟔𝟏𝟔𝟒)+ (−𝟏)(𝟐𝟎𝟓. 𝟕𝟏) + (𝟐)(𝟏𝟎𝟎)

8. 𝑵 𝟏𝟐 ∗ ( 𝟎. 𝟓𝟎𝟓𝟕) = 𝑵 𝟏𝟑 ∗ ( 𝟎. 𝟔𝟏𝟔𝟒)− 𝟒𝟐𝟖. 𝟓𝟓
𝑵 𝟏𝟑 ∗ ( 𝟎, 𝟐𝟔𝟏𝟏 − 𝑿 𝟏𝟑) = 𝟐𝟎𝟎 𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟏𝟓
Teniendolasecuacionesutilizamosuna herramienta matemática (POLYMATH)
Nonlinear equations
[1] f(N12) = N12*(4943e-4-x12CO2-x12NaCl) -N13*x13NH4OH-200 = 0
[2] f(x13NH4OH) = N13*(2611e-4- x13NH4OH)-200 = 0
Explicit equations
[1] N13 = N12*5057e-4/6154e-4+23713e-2/6154e-4
[2] x12CO2 = N13*47e-3/N12
[3] x12NaCl = N13*765e-4/N12
𝑁12 = 831.36
𝑋 𝑁𝐻4 𝑂𝐻
13
= 0,07392
𝑁13 = 1068,4901
𝑋 𝐶𝑂2
12
= 0,0604059
𝑋 𝑁𝑎𝐶𝑙
12
= 0,0983202
(𝐶𝑂2)13
𝑠𝑎𝑙
= 50.21
(𝑁𝑎𝐶𝑙)13
𝑠𝑎𝑙
= 81.7
(𝐻2 𝑂)13
𝑠𝑎𝑙
= 657.5
(𝑁𝐻4 𝑂𝐻)13
𝑠𝑎𝑙
= 78.95
(𝑁𝑎𝐶𝑙)12
𝑠𝑎𝑙
= 81.47
(𝑁𝐻4 𝑂𝐻)12
𝑠𝑎𝑙
= 78.95
(𝐻2 𝑂)12
𝑠𝑎𝑙
= 420.42
(𝐶𝑂2)12
𝑠𝑎𝑙
= 50.21
BALANCE DE CO2 EN LA UNIDADDE CALCINACION
(𝐶𝑂2)19
𝑠𝑎𝑙
= (𝐶𝑂2) 𝑉𝐼
𝑒𝑛𝑡
+ 𝛿𝑅7
(𝐶𝑂2)19
𝑠𝑎𝑙
= (0) 𝑉𝐼
𝑒𝑛𝑡
+ (1)(100)
(𝐶𝑂2)19
𝑠𝑎𝑙
= (100)

9. Planteamiento ecuaciones para los gases del sistema
𝑁5 𝑋 𝐶𝑂2
5
= 𝑅1 + 𝑅2
𝑁5 (0.3675) = 75 + 100
𝑁5 = 476.19
𝑁5 𝑋 𝑂2
5
= 𝑁3 𝑋 𝑂2
3
− 𝑅1
𝑁5(0,6325 − 𝑋 𝑂2
5
= 𝑁3 𝑋 𝑁2
(0,6325 − 𝑋 𝑂2
5
= 𝑋 𝑁2
5
476.19 𝑋 𝑂2
5
= 𝑁3 (0,21) − 75
476.19 (0.6325 − 𝑋 𝑂2
5
= 𝑁3 (0.79)
𝑋 𝑂2
5
=
𝑁3 (0,21) − 75
476.19
301.19 − 476.19𝑋 𝑂2
5
= 𝑁3 (0.79)
301.19 − 476.19
𝑁3 (0,21) − 75
476.19
= 𝑁3 (0.79)
301.19 − 𝑁3 (0,21) + 75 = 𝑁3 (0.79)
376.19 = 𝑁3
𝑋 𝑂2
5
=
376.19 (0,21) − 75
476.19
= 8.4 ∗ 10−3
𝑋 𝑁2
5
= 0,6237 𝑋 𝐶𝑂2
5
= 0.3679
𝑋 𝑂2
5
= 𝑋 𝑂2
6
= 𝑋 𝑂2
7
𝑋 𝑁2
5
= 𝑋 𝑁2
6
= 𝑋 𝑁2
7
𝑋 𝐶𝑂2
5
= 𝑋 𝐶𝑂2
6
= 𝑋 𝐶𝑂2
7
PLANTEAMIENTOECUACIONESPARALASALIDA DE UNIDADDE CARBONACION
𝑵 𝟏𝟔 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟔
= 𝑵 𝟏𝟑 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟑
+ 𝑵 𝟏𝟖 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟖
𝑵 𝟏𝟔 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟔
= ( 𝟏𝟎𝟔𝟖.𝟒𝟗)( 𝟎. 𝟎𝟕𝟔𝟓) + 𝟐
𝑵 𝟏𝟔 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟔
= 𝟖𝟐. 𝟏𝟑
𝑵 𝟏𝟒 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟒
− 𝑹 𝟔 = 𝑵 𝟐𝟏 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟐𝟏
𝑵 𝟏𝟒( 𝟎. 𝟑𝟗𝟑𝟕)− 𝟐𝟎𝟎 = 𝟐
𝑵 𝟏𝟒 =
𝟐 + 𝟐𝟎𝟎
𝟎. 𝟑𝟗𝟑𝟕
= 𝟓𝟏𝟑.𝟎𝟖
𝑵 𝟏𝟏 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟏
= 𝑹 𝟒 − 𝑹 𝟔

10. 𝑵 𝟏𝟏 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟏
= 𝟐𝟎𝟓. 𝟕𝟐 − 𝟐𝟎𝟎
𝑵 𝟏𝟐(𝟎. 𝟐 − 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟏
= 𝑹 𝟓 𝟎. 𝟐 − 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟏
= 𝑿 𝑪𝒂𝑪𝒍 𝟐
𝟏𝟏
𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟏
=
𝟓. 𝟕𝟏
𝑵 𝟏𝟏
= 𝟎. 𝟎𝟏𝟎𝟖
𝟎. 𝟐 𝑵 𝟏𝟏 − 𝑵 𝟏𝟏 𝑿 𝑵𝑯 𝟒 𝑶𝑯
𝟏𝟏
= 𝟏𝟎𝟎
𝟎. 𝟐 𝑵 𝟏𝟏 − 𝑵 𝟏𝟏
𝟓. 𝟕𝟏
𝑵 𝟏𝟏
= 𝟏𝟎𝟎
𝟎. 𝟐 𝑵 𝟏𝟏 − 𝟓. 𝟕𝟏 = 𝟏𝟎𝟎
𝑵 𝟏𝟏 =
𝟏𝟎𝟎 + 𝟓. 𝟕𝟏
𝟎. 𝟐
= 𝟓𝟐𝟖. 𝟓𝟓
𝑿 𝑪𝒂𝑪𝒍 𝟐
𝟏𝟏
= 𝟏 − ( 𝟎. 𝟖 + 𝟎. 𝟎𝟏𝟎𝟖) = 𝟎. 𝟏𝟖𝟐
𝑵 𝟗 𝑿 𝑪𝒂(𝑶𝑯) 𝟐
𝟗
= 𝑹 𝟑
𝟎. 𝟑𝟓 𝑵 𝟗 = 𝟏𝟎𝟎
𝑵 𝟗 = 𝟐𝟖𝟓. 𝟕𝟏
BALANCE EN ELMEZCLADOR
Oxigeno:
𝑵 𝑶 𝟐
𝟏𝟕
= 𝑵 𝟕
𝒆𝒏𝒕
𝑿 𝑶 𝟐
𝟕
𝑵 𝑶 𝟐
𝟏𝟕
= 𝟑𝟎𝟒. 𝟕𝟔𝟐 ∗ 𝟖. 𝟒 𝟏𝟎−𝟑
dióxidode carbono
𝑵 𝟕 𝑿 𝑪𝑶 𝟐
𝟕
+ 𝑹 𝟕
𝑵 𝑪𝑶 𝟐
𝟏𝟕
= ( 𝟑𝟎𝟒. 𝟕𝟔𝟐)( 𝟎.𝟑𝟔𝟕𝟓) + 𝟏𝟎𝟎 = 𝟐𝟏𝟐
𝑵 𝟕 + 𝑹 𝟕 = 𝑵 𝑪𝑶 𝟐
𝟏𝟕
+ 𝑵 𝑶 𝟐
𝟏𝟕
+ 𝑵 𝑵 𝟐
𝟏𝟕
𝟑𝟔𝟒. 𝟕𝟔𝟐+ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟐𝟏𝟐 + 𝟐. 𝟓𝟔 + 𝑵 𝑵 𝟐
𝟏𝟕
𝑵 𝑵 𝟐
𝟏𝟕
= 𝟏𝟗𝟎. 𝟐𝟎𝟐
BALANCES EN EL SEPARADOR
𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑
𝑵 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑
𝟏𝟖
= 𝑵 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑
𝟏𝟔
𝟐𝟎𝟎 = 𝑵 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑
𝟏𝟔
𝑵𝒂𝑪𝒍
𝑵 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟔
= 𝑵 𝟏𝟑 𝑿 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟑
+ 𝑵 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟖
𝑵 𝑵𝒂𝑪𝒍
𝟏𝟔
= ( 𝟏𝟎𝟗𝟒. 𝟔)( 𝟎. 𝟎𝟕𝟔𝟓) + 𝟐 = 𝟖𝟓. 𝟕𝟒
𝑯 𝟐 𝑶
𝑵 𝑯 𝟐 𝑶
𝟏𝟔
= 𝑵 𝟏𝟑 𝑿 𝑯 𝟐 𝑶
𝟏𝟑
+ 𝑵 𝑯 𝟐 𝑶
𝟏𝟖
𝑵 𝑯 𝟐 𝑶
𝟏𝟔
= ( 𝟏𝟎𝟗𝟒. 𝟔)( 𝟎. 𝟔𝟏𝟓𝟒)+ 𝟔𝟖. 𝟐𝟐 = 𝟕𝟒𝟏. 𝟖𝟒

11. Parte de los gases de descargue del horno que contienen 36.75 de CO2, se purga y el 64%
restante se envía a la unidad de carbonación.
𝑁7
𝑁6
=
64
36
36𝑁7 = 𝑁6 64
𝑁5 = 𝑁6 + 𝑁7
R2
36𝑁7 = 𝑁6 64
𝑁5 = 𝑁6 + 𝑁7
476.1905 = 𝑁6 + 𝑁7
𝑁6 = 476.1905 = 𝑁7
36𝑁7 = 64((476.1905) − 𝑁7)
36𝑁7 = 30476.2 − 𝑁7 64
100𝑁7 = 30476.2
𝑁7 =
30476.2
100
𝑁7 = 304.62
𝑵 𝟔 = 𝟏𝟕𝟏. 𝟒𝟐𝟖𝟓
𝑁 𝐶𝑂2
6
= 171.4285 ∗ 0.3675 = 62.99 = 63
𝑁 𝑂2
6
= 171.4285 ∗ 8.4 ∗ 10−3 = 1.44
𝑁 𝑁2
6
= 171.4285 ∗ 624 = 106.9885
𝑁 𝑂2
7
= 304.762 ∗ 8.4 ∗ 10−3 = 2.56
𝑁 𝐶𝑂2
7
= 112
𝑁 𝑁2
7
= 190.202
𝑵 𝟐 = (𝑋 𝑁2
6
)( 𝑁6) + (𝑁 𝑁2
15
) = ( 𝑋 𝑁2
3 )(𝑁3)
( 𝑂. 6241)(171.4285) + (𝑁 𝑁2
15
) = (0.79) (376.19)
106.99 + (𝑁 𝑁2
15
) = 297.19
(𝑁 𝑁2
15
) = 190. 2
𝑶 𝟐 = (𝑋 𝑂2
6
)( 𝑁6) − (𝑁 𝑂2
15
) = ( 𝑋 𝑂2
3 )(𝑁3) − 𝑅1
(8.4 ∗ 10−3)(171.4285) + (𝑁 𝑂2
15
) = (0.21)(376.19) − 75
1.188 + (𝑁 𝑂2
15
) = 3.99
(𝑁 𝑂2
15
) = 2.802
𝑯 𝟐 𝑶
(𝑁 𝐻2 𝑂
20
)+ (𝑋 𝐻2 𝑂
11
)( 𝑁11) = (𝑋 𝐻2 𝑂
14
)( 𝑁14)
( 𝑁7)(𝑋 𝑂2
7
) = ( 𝑁17)(𝑋1 𝑂2
7
)
( 𝑁17)(𝑋1 𝑂2
7
) = 2.56