Análisis de sensibilidad de un reactor

Análisis de sensibilidad de un reactor:


De los datos del problema del reactor tenemos:

Datos fijos del problema
nao
3.17
Kmol
V
5.199
m3
ΔH
590000
Kcal/mol
E
11273
cal/molCponcb
40
cal/mol K
CpH2O
18
cal/mol K
CpNH3
8.38
cal/mol K
Cpa
40
cal/mol K
Cpw
18
cal/mol K
Cpb
8.38
cal/mol K
Cp
0
cal/mol K
UA
35.85
Kcal/min °C
nbo
33
Kmol



Deecuaciones dadas tenemos que:


Donde:


Del mismo modo teniendo una relación molecular obtenemos:


Ahora procedemos a determinar los calores de reacción del reactor a ciertos datos:

Calorgenerado de reacción:



Del mismo modo la relación de enfriamiento:




Para distintas situaciones vamos a analizar con ayuda de Excel un análisis de sensibilidad pertinente:

1. Caso A: Tiempo45 minutos donde el reactor ha quedado sin refrigeración:

Calor generado
Qg
1356.83255
Kcal/min
 
 
 
Relación de enfriamiento máx.
Qr
5377.5
Kcal/min


En este caso no corre riesgode explosión debido a que Qg es menor que Qr.

2. Caso B: Tiempo de 55 minutos sin sistema de refrigeración.

Iterando nuevamente nuestras ecuaciones en Excel obtenemos:
Calor generado
Qg6474.0021
Kcal/min
 
 
 
Relación de enfriamiento máx.
Qr
6094.49
Kcal/min

En este caso hay un riesgo de explosión inminente ya que:



Se debe actuar de inmediato.

3. Caso C: Aumentoen la relación del flujo de entrada:

Vamos a considerar ahora que lo que está sucediendo es el aumento del flujo de entrada al reactor de manera que considerando también una temperatura alta seobserva que:

Calor generado
Qg
6267.47
Kcal/min
 
 
 
Relación de enfriamiento máx.
Qr
5372.87
Kcal/min




Por lo cual aquí también ocurriría una explosión de reactor sino se actúade manera inmediata.







4. Caso D: Condiciones normales de reacción o estándar.

Calor generado
Qg
1353.76
Kcal/min
 
 
 
Relación de enfriamiento máx.
Qr
5372.87
Kcal/min...