ejercicio reactores

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Catálisis y Reactores Heterogéneos


Ejercicio de reactores adiabáticos



Fecha:07/Marzo/2013












PROBLEMA
El funcionamiento de un reactor industrial se modela como un conjunto de reactores CSTR adiabáticos conectados en serie. El reactor opera a 3 atm y sealimenta a 373 K, con el 20% mol de reactivo A y 80% mol Inerte para procesar 360 mol/hr del reactivo A.
La reacción fase gas es:
2A  R+2S
El modelo considera que los reactores CSTR sontodos adiabáticos y del mismo volumen.
Determinar:
a) El volumen de 6 reactores CSTR adiabáticos conectados en serie, necesarios para alcanzar una producción de por lo menos 144.5 mol/hr del producto R.b) La temperatura de operación de cada uno de los reactores CSTR
Si ahora los 6 reactores calculados en el inciso A se operan en forma isotérmica, con las mismas condiciones de alimentación y losmismos volúmenes, determinar:
a) La carga térmica de cada reactor
b) La producción de R y S

DATOS:
A Cp=14.5 cal/mol C
R Cp=12.3 cal/mol C
S Cp=13.0 cal/mol C
Inerte Cp=14.5 cal/mol C

HR(298k) = -14300 cal/mol.
R=1.987 cal/mol K
R=0.08205 atm-L/mol K
K=5.247x106 exp(-15600/RT)[=]seg-1 y T(=)K

SOLUCIÓN
2A  R+2S
Fasegas









Reactores CSTR Adiabáticos
Fase gas
V1=V2=V3=V4=V5=V6

Inciso a)
Ecuación de diseño




-Obteniendo el orden de reacción a partir de lasunidades de K









Como


-Obteniendo Línea de Operación


Calculando

Calculando


Sustituyendo






Sustituyendo los datosDespejando T




Línea de operación para los reactores CSTR adiabáticos

-Sustituyendo la línea de operación obtenida en la ecuación de diseño para cada reactor


Reactor 1

Con datos de:...