Reciclo y purga: cómo resolver estos balances
Por Daniel · Actualizado el 1 de noviembre de 2026
Los procesos con reciclo parecen difíciles porque las incógnitas se persiguen en círculo. Con el orden correcto se resuelven igual que cualquier otro balance.
Por qué se recicla
Cuando la conversión en el reactor es baja (por equilibrio químico, por selectividad o por costo del reactor), el reactivo que no reaccionó se separa y se regresa a la entrada. Así se aprovecha casi todo el reactivo aunque cada paso por el reactor convierta poco.
Conversión en un paso y global
Xun paso = (entra al reactor − sale del reactor) / entra al reactor
Xglobal = (alimentación fresca − sale del proceso) / alimentación fresca
En el ejemplo de isomerización, la conversión en un paso es 20 % y la global es 100 % porque todo el reactivo sin convertir se recicla. Con 100 kmol/h de alimentación fresca, al reactor entran 500 kmol/h y el reciclo es de 400 kmol/h.
Estrategia de solución
- Haz el balance global. La frontera exterior no ve el reciclo, así que suele tener pocas incógnitas. Con la conversión global o la composición de los productos, resuelves las salidas del proceso.
- Ve al reactor o al punto de mezcla. Con la conversión en un paso relaciona la entrada y la salida del reactor.
- Cierra el ciclo con el separador. Lo que no sale como producto se recicla.
- Si nada queda con una sola incógnita, resuelve simultáneamente las ecuaciones del ciclo. La calculadora lo hace con Newton-Raphson y luego verifica cada equipo por separado.
Para qué sirve la purga
Si la alimentación trae un inerte (o un subproducto que no se separa), en un reciclo cerrado no tendría por dónde salir y se acumularía sin límite. La purga retira una fracción de la corriente de reciclo para que, en estado estacionario, el inerte que entra sea igual al que sale por la purga.
Esa igualdad suele ser la primera ecuación que se resuelve. En el ejemplo de síntesis de metanol entra 1 kmol/h de CH₄, así que por la purga sale 1 kmol/h; con 5 % de purga, el gas antes del divisor lleva 20 kmol/h de CH₄.
El costo de purgar
La purga se lleva también reactivos valiosos. Purgar poco reduce esa pérdida pero aumenta la concentración de inerte en el ciclo y el tamaño del reciclo. Elegir la fracción de purga es una decisión económica que se analiza con estos mismos balances.
Preguntas frecuentes
¿La purga y el reciclo tienen la misma composición?
Sí. Salen de un divisor, que reparte sin separar.
¿Puedo resolver un reciclo por iteración a mano?
Sí: supones el reciclo, calculas una vuelta y corriges hasta que converja. Es el método de «corriente de corte». Con ecuaciones lineales suele ser más rápido plantear el sistema y resolverlo directamente.
Ejemplos resueltos relacionados
Proceso con reciclo: conversión en un paso de 20 %
Ejemplo resuelto de isomerización de n-butano con reciclo: conversión global contra conversión en un paso, flujo de reciclo y orden de solución.
Reciclo y purgaSíntesis de metanol con reciclo y purga
Ejemplo resuelto de síntesis de metanol con reciclo, purga de 5 % e inerte (CH₄): conversión en un paso, conversión global y flujo de reciclo.
Sin reacciónDivisor de corriente: cómo se plantea y por qué la composición no cambia
Ejemplo resuelto de un divisor que reparte 200 kmol/h de aire: fracción de división, misma composición en las salidas y conteo de grados de libertad.
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