En la Figura se muestra el proceso de sntesis para metanol. Las reacciones qumicas

involucradas son:

Las dos primeras reacciones ocurren en el reformador, siendo la principal, la primera de

ellas.

La tercera reaccin corresponde a la que ocurre en el convertidor y la ltima es la reaccin

de sntesis para el metanol

Se alimenta al reformador vapor en un $10\%$ de exceso $($basado en la primera reaccin$)$ y la

conversin de metano es del $100\%,$ con un rendimiento del $90\%$ de CO$2.$ La conversin por

paso en el reactor de metanol es del $55\%.$

Se alimenta al convertidor una cantidad estequiomtrica de oxgeno y el CO se convierte

completamente a CO$2.$ Se alimenta CO$2$ adicional para establecer una relacin H$2$ a CO$2$ de

$3$ a $1$ en la corriente de entrada al reactor de metanol.

El efluente del reactor de metanol se enfra para condensar todo el metanol y el agua, los

gases no condensables se recirculan a la alimentacin del reactor de metanol. La relacin

H$2$ a CO$2$ en la corriente de recirculacin se mantiene como $3$ a $1.$

Debido a que la alimentacin de metano contiene $1\%$ de nitrgeno como impureza, una

porcin de la corriente de recirculacin debe purgarse para prevenir la acumulacin de

nitrgeno en el sistema. El anlisis del gas de purga indica un contenido de nitrgeno del

$5\%.$

a$)$ Realice el anlisis de GL y bosqueje la solucin $(10$ puntos$)$

Tomando una base de $750$ mol de metano impuro alimentado calcule:

b$)$ Cuntos moles de H$2$ se pierden en la purga $(5$ puntos$)$

c$)$ Cuntos moles de CO$2$ adicionales se requieren $(5$ puntos$)$

d$)$ La relacin molar reciclo$/$purga $(5$ puntos$)$

e$)$ Cunta solucin de metanol $($en kg$)$ y con que pureza se produce $(5$ puntos$)$

co$,$ MotegOrygmMthaneFeelSaan$2$RalornercoCavRecydeMerhasalRrocior$1013$ Puge$12$CandenserNetanotSolatioe

$C{H}_4+2H_{2}OC{O}_2+4H_2$

$C{H}_4+H_{2}OCO+3H_2$

$2CO+O_{2}2C{O}_2$

$C{O}_2+3H_{2}C{H}_{3}OH+H_{2}O$