reactor tubular flujoo piston

Diseño de Reactores II
Reactor Tubular de Flujo Pistón
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 descomposición no catalítica de buteno a butino debe efectuarse adiabáticamente en un Steam-Cracker,
C4 H8 A C4 H6 + H2
A A B+C

r = kPA kmol h−1 m−3donde k = 1,75 × 1015 exp(−30 200/T ) kmol m−3 h−1 bar−1 . Los flujos molares a la entrada del reactor son
˙
NA0 = 1 kmol h−1
˙
NI = 10 kmol h−1 (vapor de agua como gas inerte)
La temperatura ala entrada es 923 K, y la presión total de 1 bar se considera constante
a lo largo del reactor. Esta reacción es endotérmica, ∆r H = 126 kJ mol−1 . La capacidad
calorífica de la mezcla de reacción,para el rango de temperatura de operación, tiene el
˜
valor CP = 2,2 kJ kg−1 K−1 . Determinar el valor del tiempo espacial τ requerido para
alcanzar 50 % de conversión.
B
G
Ejercicio 2. Lareacción elemental en fase gaseosa A + B F 2C se efectuará en un
G
reactor tubular continuo ideal. La alimentación, que contiene solo A y B en proporciones
estequiométricas, entra a 580,5 kPa y 77 ◦C. Lavelocidad molar de alimentación de A
es 20 mol s−1 . Esta reacción se lleva a cabo adiabáticamente. Determinar el volumen
del reactor necesario para alcanzar el 85 % de la conversión adiabática deequilibrio, y
graficar XA y T como función del largo del reactor, si el área de sección transversal
es 0,01 m2 .

1

Datos adicionales:
k1 (273 K) = 0,035 dm3 mol−1 min−1
E1 = 70 000 J mol−1◦
HA (25 ◦C) = −40 kJ mol−1
◦
HB (25 ◦C) = −30 kJ mol−1
◦
HC (25 ◦C) = −45 kJ mol−1
˜
CP A = 25 J mol−1 K−1

˜
CP B = 15 J mol−1 K−1
˜
CP C = 20 J mol−1 K−1
KC (25 ◦C) = 25 000
Ejercicio3. La reacción elemental en fase gaseosa A A 2B se lleva a cabo en un
tubo provisto de una chaqueta de enfriamiento que mantiene la pared a 630 ◦ R. La
alimentación, que es puro A, entra al...