reactores

PA-7ª
La reacción elemental en fase gaseosa

Se lleva a cabo isotérmicamente en un reactor de flujo sin caída de presión. La velocidad de reacción específica a 50°C es de (por datos de viscosidad) y la energía de activación es de 85 KJ/mol. Entra peróxido de di-ter-butilo puro al reactor a 10 atm y 127°C con un flujo molar de 2.5 mol/min.Calcule el volumen del reactor y el espacio tiempo para lograr una conversión del 90 % en:
a) Un PFR (respuesta: 967 ).
b) Un CSTR (respuesta: 4700 ).
c) Caída de presión .Grafique X, , como una función del volumen de un PFR cuando α=0.001 . ¿que valores tienen X y con V =500 ?
d) Escriba una pregunta que requiera de pensamiento crítico, y explique por que es así.
e) Si esta reacción seefectuará isotérmicamente a 127°C y con presion inicial de 10 atm de modo intermitente a volumen constante y conversión del 90 %, ¿Qué tamaño de reactor y que costo serian necesarios para procesar (2.5 mol/min x 60 min/h x 24 h/dia) 3600 mol de peróxido de di-ter-butilo al dia? (sugerencia: recuerde la tabla 4-1).
f) Asuma que la reacción es reversible con =0.025 , y calcule la conversión en elequilibrio; despues repita los incisos (a) a (c) para lograr una conversión que sea el 90 % de la conversión en el equilibrio.
g) Reactor de membrana .Repita el inciso (f) para el caso en que fluye saliendo por los lados del reactor y el coeficiente de trasporte es =0.08 .










a)
A ⟶ B + 2C

V=




ε = = (1) (2+1-1) = 2





V=


=



V = 967b)







V=4772

c)
Para α=0.001













d) respuesta individual

e)

A ⟶ B + 2C
Orden de reacción
= 0 (EN EQUILIBRIO)


Estequiometricamente







==

Con ε=2 y



CSTR





V=1300
PFR

O



Usando el polymath y obtenemos el volumen de 290


f)
A ⟶ B + 2C
Orden de reacción
= 0(EN EQUILIBRIO)


Estequiometricamente










==

Con ε=2 y



PFR
O


USANDO POLYMATH



CSTR






V=1300
USAR POLYMATH






g) Reactor membrana

A ⟶ B + 2C







Y












P4-8B Resolución de problemas
(a) Se lleva a cabo una isomerización A⟶B en fase liquida en un reactor CSTR de 1000 galones quetiene un impulsor simple ubicado en la parte media del reactor. La reacción es de segundo orden. Los datos experimentales obtenidos en un reactor intermitente predicen que la conversión en un CSTR seria 50 %. sin embargo, la conversión medida en el CSTR permitiera lograr una concordancia más cercana entre la conversión predicha y la medida. Respalde sus sugerencias con cálculos .Posdata: ese diaestaba lloviendo.



=



A= 500 gal




(b) La reacción de isomerización en fase gaseosa de primer orden

AB con k=5

Se va a efectuar en un PFR. Para una alimentación de A puro de 5 dm3/min, la conversión esperada en un PFR es de 63.2 %. Sin embargo, cuando el reactor se pone a funcionar, la conversión es solo del 58.6 %. Esconveniente observar que el PFR recto o no logro adaptarse al espacio disponible. Un ingeniero sugirió cortarlo a la mitad y poner ambos reactores uno junto a otro con igual alimentación a cada uno. No obstante, el ingeniero en jefe no tomo en cuenta esta sugerencia e insistió en que el PFR quedara de una sola pieza, de modo que lo doblo en forma de U. El doblez no fue bueno. Realice una lluvia deideas para generar una lista de cosas que podía ocasionar esta especificación fuera de diseño. Elija la explicación o el modelo más lógico y lleve a cabo cálculos para demostrar cuantitativamente que, con este modelo, la conversión es de 58.6 % (una respuesta: 57 % del total)


A ⟶ B
K = 5








Ahora
Para PFR,...