Quimica Tecnica 2

En un proceso catalítico A  B  C  D  se alcanza en determinadas condiciones un coeficiente de efectividad. de 0,80, . Este mismo proceso se ha realizado aumentando 10K la temperatura de trabajo, con ello la constante de reacción se ha duplicado, y el coeficiente de difusividad ha sufrido una variación despreciable. ¿Cuál será el nuevo factor de efectividad ¿ Justifique la respuesta. Dato : elsólido tiene forma esférica.

1  1 1     S  tanh 3S S 

Se busca  S  que encuentra para el facTor el valor de 0,8,  

22 2k R   2  22  212  2(0, 68) 2  2  0,9617    0, 69   12 k R S  
0,2  0,3  0,4  0,5  0,6  0,7  0,68  0,69  0,96 

3S  
0,6  0,9  1,2  1,5  1,8  2,1  2,04  2,07  2,88 

tanh 3S   1,8620  1,3961  1,1995  1,1048  1,0562  1,0304  1,0344 1,0324  1,0063 

1/ 3S   1,6667  1,1111  0,8333  0,6667  0,5556  0,4762  0,4902  0,4831  0,3472     

 
0,9768  0,9499  0,9155  0,8762  0,8344  0,7918  0,8003  0,7960  0,6866 

Ejercicio 2. Estímese el peso de catalizador necesario para llevar a cabo el proceso A  B  C  D en un reactor de flujo pistón con una conversión del 50 por ciento. Datos Caudal 1m3s-1 CA0=CB0 = 0,05kmol/m3. No seintroducen productos

rA   kmolA / kgcat s   
Ecuación cinética rA 

kC ACB k  0,1kmol / kgcat s   m3 / kmol             1  K AC A  K DCD 3 K A  15 m / kmolA K D  20m3/ kmolD

W Q0C A0 W

 X A  X A 

1  K AC A0 (1  X A )  K D C A0 X A 1  K AC A  K D C D  X A   kC ACB kC A0 (1  X A )C A0 (1  X A )

Q0 k

1  K AC A0 (1  X A )  K D C A0 X A 1 0, 75(1  X A )  X A W  10X A  2 C A0 (1  X A ) 0, 05(1  X A ) 2
(1‐XA)^2  1,000  0,960  0,922  0,884  0,846  0,810  0,774  0,740  0,706  0,672  0,640  0,608  0,578  0,548  0,518  0,490  0,462  0,436  0,410  0,384  0,360  0,336  0,314  0,292  0,270  0,250  F(X)  35,00  36,55  38,19  39,95  41,82  43,83  45,97  48,27  50,74  53,39  56,25  59,34  62,67  66,29  70,22  74,49  79,15  84,25 89,84  95,99  102,78  110,29  118,62  127,91  138,31  150,00  1/0,1*0,02*1827,6= sumandos  17,50  36,55  38,19  39,95  41,82  43,83  45,97  48,27  50,74  53,39  56,25  59,34  62,67  66,29  70,22  74,49  79,15  84,25  89,84  95,99  102,78  110,29  118,62  127,91  138,31  75,00  1827,62  365,52 

XA  0  0,02  0,04  0,06  0,08  0,1  0,12  0,14  0,16  0,18  0,2  0,22  0,24  0,26  0,28  0,3  0,32  0,34 0,36  0,38  0,4  0,42  0,44  0,46  0,48  0,5 

(1‐XA)  1  0,98  0,96  0,94  0,92  0,9  0,88  0,86  0,84  0,82  0,8  0,78  0,76  0,74  0,72  0,7  0,68  0,66  0,64  0,62  0,6  0,58  0,56  0,54  0,52  0,5 

Resultado 365,52 kg de catalizador que ocuparan un volumen de reactor =masa/densidad del lecho.
 

Ejercicio 3 En un proceso gas sólido A( g )  S ( s)  B( g )  Z ( s) se lleva a cabo demodo que el transporte gasdesde la fase gas a la fase sólida no es la etapa controlante, en bibliografía se ha encontrado un valor para la constante de reacción kRS= 0,2 s-1 y se ha estimado la difusividad media en el transcurso del proceso como 2,5·10-7ms-2

Indíquese en un sólido esférico de 0,005m de diámetro el tiempo de tratamiento necesario para que se alcance la conversión de 0,9aceptando que la concentración de A se mantiene constante e igual 0.01kmol/m3. Se acepta que controla la difusión interna Datos
B
MB  8kmol / m3

M BC AG 6 De t  3 1  (1  X ) 2 / 3   2 X B   2    B RS
Stituyendo datos  

(0, 01)6(2,5 107 ) t  3 1  (1  X ) 2 / 3   2 X B  2,3535  1,8  0,5527   8(0, 0025) 2 3 104 t  0,5527 t  1842 s  30.7 min
 

Se puede comprobar queel tiempo estimado si controlara la reacción química es mucho menor.

Indíquese el regimen cinético y la expresión de velocidad en un sistema gas-líquido donde transcurre el proceso A(g) + B(l) -----> D(l) . Si la reacción química es de segundo grado y el compuesto B no se transfiere a la fase gaseosa .El reactor se acepta continuo y de mezcla total. Volumen reactor para tratar 1m3/s Datos: En...