Balances de materia - Problemas conceptuales

 Ciertos procesos críticos requieren un flujo de fluido mínimo para un funcionamiento seguro durante el paro de emergencia de una planta. Por ejemplo, durante el funcionamiento normal de un proceso, el cloro se retira sin peligro de la unidad de procesamiento junto con los líquidos que fluyen, pero durante un paro de emergencia el cloro se acumula en la unidad y en las cabeceras de sus tuberías. Por ello, se requiere una velocidad de flujo mínima para eliminar el cloro. 

Si la unidad y las tuberías se consideran como un sistema, ¿cómo puede mantenerse la velocidad de flujo mínima para un funcionamiento seguro si la planta de energía eléctrica y el controlador fallan?

Balances de materia - Problemas conceptuales

Examine la figura PC3. l-l. En 1) se coloca un trozo de papel dentro de la campana. En 2) prendemos el papel. En 3) sólo quedan cenizas. Si todo ha sido pesado (la campana, el plato y las sustancias) en cada caso, observamos que:

a) El caso 1 tiene el mayor peso

b) El caso 2 tiene el mayor peso

c) El caso 3 tiene el mayor peso

d) Ninguno de los anteriores

Seleccione su respuesta y explíquela. 

Balances de materia - Prueba de autoevaluación 5

5. ¿Qué es un proceso en estado estacionario?

6 . ¿Concuerdan las entradas y salidas de las sustancias químicas en la figura 3.5? ¿Por qué no?

7 . Defina un balance de materia y un balance de masa.

Los 20 Mejores Libros de Ingeniería Química

1.  "Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics" de J.M. Smith, H.C. Van Ness, y M.M. Abbott.
2. "Transport Processes and Separation Process Principles" de Christie John Geankoplis.
3. "Chemical Process Safety: Fundamentals with Applications" de Daniel A. Crowl y Joseph F. Louvar.
4. "Unit Operations of Chemical Engineering" de Warren L. McCabe, Julian C. Smith, y Peter Harriott.
5. "Chemical Reaction Engineering" de Octave Levenspiel.
6. "Perry's Chemical Engineers' Handbook" de Robert H. Perry, Don W. Green, y James O. Maloney.
7. "Introduction to Process Engineering and Design" de Thakore, Bhatt, and Dr. Bhatt.
8. "Principles of Chemical Engineering Processes: Material and Energy Balances" de Nayef Ghasem y Redhouane Henda.
9. "Mass Transfer Operations" de Robert Ewald Treybal.
10. "Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design" de Gavin P. Towler y R.K. Sinnott.
11. "Chemical Process Equipment: Selection and Design" de Stanley M. Walas.
12. "Fluid Mechanics for Chemical Engineers" de Noel de Nevers.
13. "Chemical Process Control: An Introduction to Theory and Practice" de George Stephanopoulos.
14. "Chemical Process Analysis: Mass and Energy Balances" de L.K. Doraiswamy y D.A. Katz.
15. "Chemical Engineering Kinetics" de J.M. Smith, H.C. Van Ness, y M.M. Abbott.
16. "Chemical Engineering Design" de R.K. Sinnott.
17. "Chemical Process Engineering: Design and Economics" de Harry Silla.
18. "Biochemical Engineering Fundamentals" de Bailey y Ollis.
19. "Process Dynamics and Control" de Dale E. Seborg, Thomas F. Edgar, y Duncan A. Mellichamp.
20. "Chemical Engineering Thermodynamics" de J.B. Smith, H.C. Van Ness, y M.M. Abbo
    
    
    

Balances de materia - Prueba de autoevaluación 4

 Clasifique los siguientes procesos como 1) por lotes, 2) continuos, 3) ninguno de los dos o 4) ambos, con una escala de tiempo de un día:

a) Tanque de almacenamiento de petróleo en una refinería

b) Tanque de agua de un inodoro

c) Convertidor catalítico de un automóvil

d) Horno de gas doméstico

¿Qué entiendes por columna de fraccionamiento?

La columna de fraccionamiento es un equipo utilizado en la industria química y de petróleo para separar componentes diferentes de una mezcla. La columna de fraccionamiento se llena con un material poroso, llamado lecho de enfriadora, que tiene diferentes tamaños de poro. La mezcla es luego introducida en la parte superior de la columna y se le permite fluir hacia abajo a través del lecho de enfriadora. Los componentes más pesados de la mezcla se retienen más fácilmente en el lecho de enfriadora y se mueven más lentamente a través de la columna, mientras que los componentes más ligeros fluyen más rápidamente a través del lecho de enfriadora y salen de la columna más rápidamente. Al final, se obtienen varios productos separados por componentes.

La columna de fraccionamiento se utiliza comúnmente para separar componentes de mezclas de gas natural, petróleo crudo y productos químicos. También se puede utilizar para separar componentes de mezclas líquidas y sólidas. La columna de fraccionamiento se usa a menudo en conjunción con otros equipos de separación, como destiladores y extractores, para obtener productos más purificados.

¿Qué es el balance de materia?

 El balance de materia es un concepto que se refiere a la cantidad de materia presente en un sistema. En un sistema cerrado, es decir, un sistema que no intercambia materia con el exterior, el balance de materia se mantiene constante. Esto significa que la cantidad total de materia en el sistema no cambia con el tiempo.

El balance de materia también se puede aplicar a sistemas abiertos, es decir, sistemas que intercambian materia con el exterior. En este caso, el balance de materia se mantiene constante siempre y cuando la cantidad de materia que entra al sistema sea igual a la cantidad de materia que sale del sistema.

El balance de materia es un concepto importante en la química, la ingeniería y otras disciplinas científicas, ya que permite entender cómo la materia se mueve y cambia dentro de un sistema. También es útil para predecir cómo los procesos químicos y físicos afectarán la cantidad de materia presente en un sistema.

Ejemplos de balance de materia

Algunos ejemplos de balance de materia son:

    En una reacción química, el balance de materia se mantiene constante si la cantidad de materia de cada reactivo es igual a la cantidad de materia de cada producto. Por ejemplo, en la reacción química:

2 H2 + O2 -> 2 H2O

el balance de materia se mantiene constante, ya que la cantidad de materia de hidrógeno y oxígeno es igual a la cantidad de materia de agua.

1.     En una planta de tratamiento de agua, el balance de materia se mantiene constante si la cantidad de materia que entra al sistema (agua suciamiento) es igual a la cantidad de materia que sale del sistema (agua limpia).
2.     En una fábrica de productos químicos, el balance de materia se mantiene constante si la cantidad de materia de cada reactivo que entra al sistema es igual a la cantidad de materia de cada producto que sale del sistema.
3.     En una planta de energía, el balance de materia se mantiene constante si la cantidad de materia de la combustible que entra al sistema es igual a la cantidad de materia de los productos de la combustión (como dióxido de carbono y vapor de agua) que salen del sistema.

Espero que estos ejemplos te ayuden a entender mejor el concepto de balance de materia.