Descripción: TIPOS Y MODELOS DE REACTORES DE LECHO FIJO
Descripción completa
Descripción: todo sobre reactores electroquimicos
UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS
GONZAGA”
DE ICA ESCUELA DE POSGRADO MAESTRIA EN INGENIERIA QUIMICA MENCIÓN PROCESOS QUÍMICOS Y AMBIENTALES
ASIGNATURA: DISEÑO Y EVALUACION QUIMICOS
TEMA: REACTORES
PARTICIPANTE: Victor J. Ore Galindo
ICA-2017 1
DE
REACTORES
Problemas: 1. Para la reacción de obtención de estireno por deshidrogenación del etilbenceno (problema 1), calcular la conversión de equilibrio si la alimentación está formada por etilbenceno diluido con vapor de agua, en la relación de 15 moles/1 mol de etilbenceno, a la presión de 1.0x10 5 N/m2. Resolución: Preparación de estireno desde etilbenceno. El etilbenceno se emplea, casi exclusivamente, para la obtención de estireno, líquido incoloro, (Tb = 146 ºC, Tf = -31 ºC) que es el monómero del poliestireno. La mayor parte de estireno se obtiene por deshidrogenación catalítica de etilbenceno (ΔH = -121 kJ/mol). Como catalizador se emplea un sistema de tres componentes: ZnO-Al2O3-K2CO3. La adición de agua es para disminuir la presión parcial del etilbenceno y desplazar el equilibrio a la derecha. La conversión del proceso es del 65% y la selectividad del 90%.
Formulando la ecuación química de la reacción:
C6 H5CH 2CH 3
C 6H 5CH=CH 2 + H 2
Modelo de reacción:
A
H2O(g)
B+C
Constante de equilibrio químico: Kp = 1.0 x 104 N/m2 Presion total: PT = 1.0 x 105 N/m2
Presion parcial: pi = yi Pt
Fraccion molar: y i =
ni nt
Donde: yi = Fraccion molar del componente i. PT = Presion total del sistema. ni = Número de moles del componente i. nt = Número total de moles del sistema
A
B
C
C6H 5CH 2CH 3
H 2O(g)
C6 H5CH=CH 2
t=0
1
15
0
t=t
1-x
x
2
D
+
H2
0 x
Balance COMPONENTE
ENTRADA ni
A
SALIDA yi
ni
1
16 + x 15
15
15
C
0
x
D
0
X
TOTAL
16
16 + x
1 - x PT 16 + x
1 - x
1-x
B
pi
16 + x
15 PT 16 + x
x 16 + x
x PT 16 + x
16 + x
x PT 16 + x
1
PT
x
Remplazando en la constante de equilibrio químico:
x x 16+x PT 16+x PT N kp = = 1.0 x 10 4 m2 1-x 16 + x PT x
2
16 + x 1 x
PT = 1.0 x 10
4
N
x
2
m
16 x 1 - x
X A = ? ; CB = ? C A = 0.86
(10)
mol L
x2
16 x 1 - x
1
11x 2 + 15x -16 = 0
Resolviendo con Solver: x=
F.O.
0.70361 -7.3941E-05
x = 0.70361
Grado de conversión
x=
n A0 - n A n A0
x=1-
nA
1-
1 x
n A0
1
3
2
0.70361
1.0 x 10
5
= 1.0 x 10
4
Porcentaje de conversion %X=
0.70361
x100
70.36%
1
2.
Un reactor continuo se alimenta a razón de 34 mol de A por minuto y, volumétricamente, a 8 litros por minuto, para llevar a cabo la reacción: 4 A → 3 B, en fase gaseosa. a) ¿Cuál es el grado de conversión del reactante y la concentración de producto en la descarga cuando la concentración de A es de 0.86 mol/L?. b) Si el grado de conversión fuera de 58%, ¿cuáles son las concentraciones del reactante y el producto en la descarga del reactor? Resolución:
C A = 34
mol
Q=8
X A = ? ; CB = ?
REACTOR
L
0
CONTINUO
L
C A = 0.86
min
a) Grado de conversion del reactante: X=1-
C A C A
0
0.86 X=134
mol L mol
0.9747
L Porcentaje de Conversión:
%X =
1
0.86 34
mol L mol L
x 100%
97.47%
Concentracion del producto en la descarga: 4A
3B
A
3
B
4
CB = CB + 0
CA0 = 6
Mol L
; CB0 = 36
CB = 24.85
b) Para el grado de conversion 58% Concetracion de A en la salida
4
3 4
CA X 0
Mol L mol L
; C C0
18
Mol L
mol L
mol
CA = (1- X)CA0 = (1- 0.58) 34
L mol
CA = 14.28
L
Concentracion de B en la salida CB =
CB =
3
3
CA X
4
34 4
0
mol
0.58
L
CB = 14.79
mol L
3. El proceso de obtención industrial de sulfato férrico se lleva a cabo en un reactor continuo de tanque agitado. Elaborar la tabla estequiométrica de concentraciones correspondiente al flujo de descarga del reactor, si la alimentación consiste de una mezcla de clorato de potasio, sulfato ferroso y ácido sulfúrico en proporciones molares, de acuerdo con la ecuación química de la reacción, con una concentración total de 60 mol/L. Se conoce que en el reactor se alcanza un 82 % de conversión en régimen estacionario. Resolución: KCLO3 + FeSO4 + H2SO4
