Energia nuclear

En un reactor continuo de tanque agitado experimental de 450 ml de capacidad se realizan dos series de pruebas a 50ºC y 70ºC para estudiar la cinéticade la reacción A  B en fase líquida. La alimentación es una disolución al 20% de A en un disolvente inerte y puede suponerse que la densidad permanececonstante e igual a 0,89 kg/l; la masa molecular de A es 100 g/mol.

T= 50ºC Vo, cm3/min 0,8 4,5 11 18,5 30,5 42 56,5 80,5 112 149
CA, mol/dm3 0,180,57 0,89 1,10 1,28 1,38 1,46 1,54 1,60 1,64
T= 70ºC Vo, cm3/min 1 5 11 21 50,5 70 95 125,5 153
CA, mol/dm3 0,11 0,33 0,56 0,79 1,13 1,25 1,35 1,43 1,48Se desea instalar una batería industrial con dos tanques en serie que operen a 60ºC y a 80ºC respectivamente. La alimentación a tratar es de 25l/min con una concentración de 5 molA/l y 0,2 molB/l, para lograr una conversión del 75%. Calcular el volumen necesario de los tanques, supuestos de igualtamaño.


Determinación de los parámetros cinéticos: v = k•CAn k=A•e-B/T

v = (CoA -CA)/(V/Vo) = (1,78 - CA)•Vo/450 CoA = XA•d/MA = 1,78 mol/lajustando lg v vs lg CA para ambas series de experimentos:

T1 = 323 K r= 0,9999 n= 1,28 lg k1 = -1,606
T2 = 343 K r= 0,9998 n= 1,26 lgk1 = -1,206

B= ln(k1/k2)/(T2-1-T1-1) = 5093 K ln A = ln k + B/T = 12,07

Modelos cinéticos :
v60ºC = 0,0398•CA1,27 v80ºC = 0,0946•CA1,27(mol/dm3min)

CA = CoA(1-x) = 5•(1-0,75) = 1,25 CB = CoB +CoAx = 3,95 molB/l

Gráficamente:  = 13,33 min V = •Vo = 333 l (Vo = 25 l/min)