La síntesis del metanol (r = 74 g/l) implica la reacción entre monóxido de carbono e hidrógeno según la ecuación:

El proceso básico está formado por un reactor seguido de un separador. En el reactor se convierte el 15% del monóxido de carbono en metanol. Desde el reactor sale una corriente hacia el separador, donde el metanol puro se separa como líquido de los gases que no han reaccionado. Esos gases se recirculan a la corriente de alimentación fresca (formada por una mezcla que contiene 33,33% en moles de CO y 66,67% en moles de H₂) para hacer más económico el proceso.

Si se desea obtener una producción continua de 5.000 l/h de metanol, calcular:

a) Caudal de gas de alimentación fresca (kmol/h).

b) Caudal de gas de recirculación (kmol/h).

Si la alimentación fresca está formada por 33,33% moles de CO, 66,67% moles de H₂ y 0,1% moles de inerte, es necesario realizar una purga continua desde la recirculación para evitar la acumulación de inerte. En este caso, para que la concentración de inerte en la corriente de recirculación no supere el 1% en moles y para mantener la misma producción anterior en las mismas condiciones de conversión:

c) ¿Cuál debe ser el caudal molar de alimentación fresca?

d) ¿Cuál debe ser el caudal de gas de recirculación?

e) ¿Cuál será el caudal de la corriente de purga y su composición?