Question

El metano reacciona con cloro para producir cloruro de metilo y cloruro de hidrógeno. CH4 + Cl2 ⇌ CH3Cl + HCl Una vez que se ha formado, el cloruro de metilo puede clorinarse para formar cloruro de metileno

CH3Cl + Cl2 ➡️ CH2Cl2 + HCl

En un proceso de produccion de cloruro de metilo se alimenta a un reactor metano y cloro en una relación molar de 5:1 Se puede suponer que la conversión por paso del cloro es del 100. El producto gaseoso que sale del reactor se envía a un enfriador, condensando todo el CH2Cl y CH2Cl2 formados que se separan posteriormente en una columna es de 4:1. El gas (HCl y CH4) que sale del condensador se manda a un absorbedor, se retorna para unirse a la corriente fresca

a) el flujo molar de la alimentación fresca y su composición

b) La cantidad de HCl que se alimenta del absorbedor

C) El flujo de recirculacion

Answer 1

a) El flujo molar de la alimentación fresca y su composición  son : 52.98% CH4 ;  47.02% Cl2.

b) La cantidad de HCl que se alimenta del absorbedor  es de:   100.5 g HCl

c) El flujo de recirculacion   es de:   1.58*106 gCH4/h

1000 Kg CH3Cl/h

 metano                        cloruro de metilo

    CH4       +     Cl2     ⇌     CH3Cl        +      HCl

   5 moles        1 mol               1 mol                                 nCH4/nCl2= 5/1

    5*16 g           71 g               50.5 g      

      80 g            71 g    

     

  Cloruro de metilo     dicloruro de metilo

 CH3Cl        + Cl2       →     CH2Cl2 + HCl

  4 moles                              1 mol                            nCH3Cl/nCH2Cl2= 4/1

    4*50.5 g                            85 g    

       202 g                              85 g

a) El flujo molar de la alimentación fresca y su composición  :

  50.5 g CH3Cl * 85 gCH2Cl2 /202 g CH3Cl = 21.25 g CH2Cl2

     80 g CH4 / 151 g *100 = 52.98% CH4

     71 g Cl2 / 151 g * 100=  47.02% Cl2

b) La cantidad de HCl que se alimenta del absorbedor  es de:

       gHCl = ( 80 g CH4  +71 g Cl2) - 50.5 g CH3Cl =   100.5 g HCl

   

c) El flujo de recirculacion :

1000 Kg CH3Cl/h * 1000 g / 1 Kg = 1*106 g CH3Cl/h

1*106 g CH3Cl/h *  80 g CH4/50.5 g CH3Cl = 1584158.416 gCH4/h= 1.58*106 gCH4/h

     

Answer 2

Respuesta:

Viendo la solución de la anterior respuesta me surge alguna duda..

Explicación:

en 1 solo reactor hay 2 reaciones, entra metano y cloro y sale ch3cl pero luego ese ch3cl reacciona de nuevo para producir ch2cl2, si vuelve a reaccionar me da a entender que el reactivo en exceso es el cloro. Además el metano sobrante del proceso se vuelve a recircular, si estuviera en exceso, no haría falta recircularlo, no?

si sobre el esquema dibujaran las corrientes de flujo hacia cada elemento, al separador entrarían ch2cl2 y ch3cl, luego al absorbedor llegaria el metano y el hcl, pero para resolverlo hacen un balance de materia de la primera reacción

1 mol ch4+1 mol cl2=1 mol ch2cl+1 mol hcl y despeja hcl (todo en gramos no en moles)

¿Podrian aclarar estos puntos?