Diseño De Reactores

Diseño de Reactores II
Reactor Tanque Agitado Continuo
Ejercicios
M.Sc. Ing. Sergio Carballo
Departamento de Química
Facultad de Ciencias y Tecnología
Universidad Mayor de San SimónCochabamba, 28 de febrero de 2009
Ejercicio 1. La reacción irreversible de primer orden en fase líquida A A B se efectúa
en un tanque agitado continuo. La densidad de la mezcla de reacción es 1,2 g cm−3 , ysu
calor específico, 0,9 cal g−1 ◦C−1 ). El flujo volumétrico a la entrada del reactor de 10 L
es 200 cm3 s−1 . Determinar las temperaturas y conversiones posibles para una operación
adiabáticaestable cuando la concentración de la alimentación, que consiste solo en A,
es 4 mol L−1 y entra al reactor a 20 ◦C.
Datos adicionales:
k = 1,8 × 105 exp (−6000/T ) s−1
∆r H = −46 000 cal mol−1Ejercicio 2. La reacción irreversible catalizada en fase líquida A A B se efectúa adiabáticamente en un reactor tanque agitado continuo. La reacción es de segundo orden
con respecto al reactivo A. Laalimentación, que es equimolar en el solvente que contiene al catalizador y A, entra al reactor a la velocidad volumétrica de 10 dm3 min−1
conteniendo 4 mol L−1 de A. La temperatura de este flujo deentrada es 300 K. Calcular
la conversión y temperatura a la salida de un tanque de 1000 dm3 . Repetir el problema
cuando la temperatura de la alimentación es 280 K.
Datos adicionales:
∆r H (300 K) =−3300 cal mol−1
˜
CP A = 15 cal mol−1 K−1
˜
CP B = 15 cal mol−1 K−1
˜
CP I = 18 cal mol−1 K−1
k (300 K) = 0,0005 dm3 mol−1 min−1
E = 15 000 cal mol−1
1

B
G
Ejercicio 3. La reacciónelemental reversible A F B se efectúa en un tanque agitado
G
continuo. Graficar las curvas de conversión XA en función de la temperatura T . ¿Cuántos
estados estacionarios hay?
Datos adicionales:
∆r H =−80 kJ mol−1
˙
NA0 = 10 mol s−1
CA0 = 2 mol dm−3
U A = 2000 J s−1 K−1
V = 500 dm3
Ta = 40 ◦C
k1 (373 K) = 0,001 s−1
˜
˜
CP A = CP B = 40 J mol−1 K−1
E1 = 150 kJ mol−1
KC (350 K) = 100...