Diseño de reactores simples
Páginas: 31 (7592 palabras)
Publicado: 2 de noviembre de 2010
DISEÑO DE REACTORES SIMPLES
REACTORES DISCONTINUOS
REACTORES TUBULARES
REACTORES CONTINUOS AGITADOS
Comparación de reactores
Recirculación
Reacciones no isotérmicas
REACTORES DISCONTINUOS
[pic]
El fosgeno se forma mediante la reacción de cloro gaseoso y monóxido de carbono en presencia de carbón activado:
CO (g) + Cl2 (g) (COCl2 (g)
v (mol/min·gC) = 8,75·CCOCCl2 /(1+58,6·CCl2 +34,3·CCOCL2)2 (30,6ºC)
La carga contiene un 50% de cada reactivo en un reactor discontinuo de 3 litros, con 1 gramo de carbón y a una presión inicial de 1 atm.
Calcular el tiempo requerido para alcanzar una conversión del 75% (emplear la regla de integración de Simpson y despreciar el volumen ocupado por el carbón).
Enun reactor discontinuo isotermo se hidroliza acetato de metilo. La carga está compuesta por 8517 kg de éster, 87768 kg de agua y un catalizador, de modo que la densidad de la mezcla es 0,964 g/cm3. La constante cinética es 1,5·10-4 dm3mol-1min-1 y la constante de equilibrio K=0,22.
Calcular el periodo de operación necesario para obtener una conversión del 90% respecto a la máxima posible.Rta.: 261 min
La urea se obtiene industrialmente, para uso como fertilizante, en forma de disolución acuosa concentrada que posteriormente se solidifica y envasa, ya que disuelta produce la reacción de biuret: 2 NH2CONH2 (ac) ( NH2CONHCONH2 + NH3.
Si el efluente del proceso es una disolución de urea con una concentración de 20 mol/dm3 a 80ºC, ¿cuanto tiempo podremos demorar susolidificación si se mantiene a esta temperatura en que la constante de la reacción de biuret es k= 2,38·10-5 dm3mol-1h-1, de forma que la cantidad de urea transformada no sobrepase el 1%?.
Rta.: 21,2 h
En un reactor discontinuo isotermo se hidroliza acetato de metilo. La carga está compuesta por 8517 kg de éster, 87768 kg de agua y un catalizador, de modo que la densidad de la mezcla es0,964 g/cm3. La constante cinética es 1,5·10-4 dm3mol-1min-1 y la constante de equilibrio K=0,22.
Calcular el periodo de operación necesario para obtener una conversión del 90% respecto a la máxima posible.
CH3CO2 CH3 + H2O ( CH3CO2 H + CH3OH
K = (CoAxe)2 /[CoA(1-xe)(CoB-CoAxe)] xe = 0,91 x= 0,90·xe = 0,82
t = CoA ( (x/v = 116,6·{ln [(1,19·x+16)/(1,19·x-1,1)] - ln[16/(-1,1)]} = 261 min (H.Ph&Ch A50 nº110)
v = kdCoA(1-x)(CoB-CoAx) - ki(CoAx)2
CoA = (8517/MA)/V = 1,12 kmol/m3
CoB = (87768/MB)/V = 48,8 kmol/m3
V= (mA+mB)/d = 99,88 m3
kd = 1,5·104 ki = kd/K = 6,8·10-4 m3kmol-1min-1
Gráficamente :
v = 8,20·10-3 - 8,29·10-3 x - 6,65·10-4 x2
( (x/v = 23,5·10 = 235 dm·mol-1min-1
t = 235·CoA = 263 min
La urease obtiene industrialmente, para uso como fertilizante, en forma de disolución acuosa concentrada que posteriormente se solidifica y envasa, ya que disuelta produce la reacción de biuret: 2 NH2CONH2 (ac) ( NH2CONHCONH2 + NH3.
Si el efluente del proceso es una disolución de urea con una concentración de 20 mol/dm3 a 80ºC, ¿cuanto tiempo podremos demorar su solidificación si se mantiene a estatemperatura en que la constante de la reacción de biuret es k= 2,38·10-5 dm3mol-1h-1, de forma que la cantidad de urea transformada no sobrepase el 1%?.
[pic]
REACTORES TUBULARES
Se ha encontrado que la velocidad de la reacción en fase gaseosa homogénea a 215ºC resulta ser: A ( 2R vA = 10-2 CA½ mol·dm-3s-1
Calcular el tiempo de residencia necesario para alcanzar un 80% deconversión, a partir de una alimentación de A puro, en un reactor tubular ideal que opera a dicha temperatura y 2,5 atm.
Rta.: 33 s
La descomposición de la fosfamina en fase gaseosa homogénea transcurre a 650ºC y 4,6 atm, según la reacción y cinética:
4 PH3 (g) ( P4 (g) + 6 H2 (g) v= k·CPH3 k=10 h-1
Calcular de forma aproximativa el tamaño de reactor tubular para una...
REACTORES DISCONTINUOS
REACTORES TUBULARES
REACTORES CONTINUOS AGITADOS
Comparación de reactores
Recirculación
Reacciones no isotérmicas
REACTORES DISCONTINUOS
[pic]
El fosgeno se forma mediante la reacción de cloro gaseoso y monóxido de carbono en presencia de carbón activado:
CO (g) + Cl2 (g) (COCl2 (g)
v (mol/min·gC) = 8,75·CCOCCl2 /(1+58,6·CCl2 +34,3·CCOCL2)2 (30,6ºC)
La carga contiene un 50% de cada reactivo en un reactor discontinuo de 3 litros, con 1 gramo de carbón y a una presión inicial de 1 atm.
Calcular el tiempo requerido para alcanzar una conversión del 75% (emplear la regla de integración de Simpson y despreciar el volumen ocupado por el carbón).
Enun reactor discontinuo isotermo se hidroliza acetato de metilo. La carga está compuesta por 8517 kg de éster, 87768 kg de agua y un catalizador, de modo que la densidad de la mezcla es 0,964 g/cm3. La constante cinética es 1,5·10-4 dm3mol-1min-1 y la constante de equilibrio K=0,22.
Calcular el periodo de operación necesario para obtener una conversión del 90% respecto a la máxima posible.Rta.: 261 min
La urea se obtiene industrialmente, para uso como fertilizante, en forma de disolución acuosa concentrada que posteriormente se solidifica y envasa, ya que disuelta produce la reacción de biuret: 2 NH2CONH2 (ac) ( NH2CONHCONH2 + NH3.
Si el efluente del proceso es una disolución de urea con una concentración de 20 mol/dm3 a 80ºC, ¿cuanto tiempo podremos demorar susolidificación si se mantiene a esta temperatura en que la constante de la reacción de biuret es k= 2,38·10-5 dm3mol-1h-1, de forma que la cantidad de urea transformada no sobrepase el 1%?.
Rta.: 21,2 h
En un reactor discontinuo isotermo se hidroliza acetato de metilo. La carga está compuesta por 8517 kg de éster, 87768 kg de agua y un catalizador, de modo que la densidad de la mezcla es0,964 g/cm3. La constante cinética es 1,5·10-4 dm3mol-1min-1 y la constante de equilibrio K=0,22.
Calcular el periodo de operación necesario para obtener una conversión del 90% respecto a la máxima posible.
CH3CO2 CH3 + H2O ( CH3CO2 H + CH3OH
K = (CoAxe)2 /[CoA(1-xe)(CoB-CoAxe)] xe = 0,91 x= 0,90·xe = 0,82
t = CoA ( (x/v = 116,6·{ln [(1,19·x+16)/(1,19·x-1,1)] - ln[16/(-1,1)]} = 261 min (H.Ph&Ch A50 nº110)
v = kdCoA(1-x)(CoB-CoAx) - ki(CoAx)2
CoA = (8517/MA)/V = 1,12 kmol/m3
CoB = (87768/MB)/V = 48,8 kmol/m3
V= (mA+mB)/d = 99,88 m3
kd = 1,5·104 ki = kd/K = 6,8·10-4 m3kmol-1min-1
Gráficamente :
v = 8,20·10-3 - 8,29·10-3 x - 6,65·10-4 x2
( (x/v = 23,5·10 = 235 dm·mol-1min-1
t = 235·CoA = 263 min
La urease obtiene industrialmente, para uso como fertilizante, en forma de disolución acuosa concentrada que posteriormente se solidifica y envasa, ya que disuelta produce la reacción de biuret: 2 NH2CONH2 (ac) ( NH2CONHCONH2 + NH3.
Si el efluente del proceso es una disolución de urea con una concentración de 20 mol/dm3 a 80ºC, ¿cuanto tiempo podremos demorar su solidificación si se mantiene a estatemperatura en que la constante de la reacción de biuret es k= 2,38·10-5 dm3mol-1h-1, de forma que la cantidad de urea transformada no sobrepase el 1%?.
[pic]
REACTORES TUBULARES
Se ha encontrado que la velocidad de la reacción en fase gaseosa homogénea a 215ºC resulta ser: A ( 2R vA = 10-2 CA½ mol·dm-3s-1
Calcular el tiempo de residencia necesario para alcanzar un 80% deconversión, a partir de una alimentación de A puro, en un reactor tubular ideal que opera a dicha temperatura y 2,5 atm.
Rta.: 33 s
La descomposición de la fosfamina en fase gaseosa homogénea transcurre a 650ºC y 4,6 atm, según la reacción y cinética:
4 PH3 (g) ( P4 (g) + 6 H2 (g) v= k·CPH3 k=10 h-1
Calcular de forma aproximativa el tamaño de reactor tubular para una...
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