REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA”
COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO Profesor: Profesor: Ing. Ramón Quintero Unidad Curricular: Ingeniería de las Reacciones Unidad II: Reactores isotérmicos isotérmicos
1.- Se ha encontrado que la velocidad de reacción para la reacción A→3R a 215 ºC es
⁄
Calcular el tiempo espacial necesario para alcanzar la conversión del 60% a partir de una alimentación de 50% de A y el resto inertes en un PFR. La presión es de 6 Atm y la Co=0,895 mol/L. No se sabe si el sistema trabaja a V constante. Determine además, ¿cómo afectaría a la velocidad de reacción una disminución de 45 K si la energía de activación del sistema es de 22 Kj/mol? ¿Qué tipo de reacción es? 2.- La reacción: A→B+C
Se lleva a cabo en un reactor tubular, La temperatura es de 410 K y la presión total 12 atm. Determine el tamaño del reactor PFR cuando se le alimenta un flujo molar de 5 mol/seg de A para alcanzar una conversión del 70%. La data lograda sacando diferentes alícuotas del sistema reaccionante se muestra a continuación: XA
0
0,1
0,2
0,3
0,5
0,7
0,8
0,85
-rA
0,0053
0,0052 0,0052
0,005
0,0045
0,0033
0,0018
0,00125
0,001
3.- La reacción anterior se lleva a cabo en un PFR y un CSTR para alcanzar una
conversión del 60%, trabajando bajo las mismas condiciones de operación. Determine el volumen de ambos reactores y diga cual requiere menor volumen. ¿Por qué esta diferencia de volumen? Muestre la diferencia en un gráfico X A vs 1/-rA. 4.- Una reacción homogénea en fase gaseosa de primer orden. A→3R, se estudia
primero en un reactor por lotes a presión constante, a una presión de 2 atm y empezando con A puro. El volumen aumenta 75% en 15 min. Si la misma reacción se lleva a cabo en un reactor batch a volumen constante y la presión inicial es de 2 atm ¿Cuánto tiempo se necesitaría para que la presión llegue a 3atm? . 1
5.- La reacción exotérmica A→B+C
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Ocurre en condiciones isotérmicas y muestra la siguiente evolución: XA 3
-rA (mol/dm min)
-1
0
0,2
0,4
0,5
0,6
0,8
0,9
50
47,82
33,86
31,44
16,57
12,26
9,09
El flujo molar de entrada de A es de 240 mol/min y el flujo volumétrico es de 320 dm3/min. Determine: a) El volumen necesario y tiempo de reacción de un CSTR y PFR para alcanzar una conversión de 40% (volumen CSTR= 2,4 dm 3 y volumen PFR=7 dm 3). b) ¿Cuál es la máxima conversión que puede alcanzar un CSTR con un volumen de 12 dm3? -1
6.- La velocidad de esterificación (mol/L min) de ácido acético y alcohol etílico a
373,15 K está dada por la siguiente reacción:
La velocidad inversa con la misma concentración de catalizador es:
La reacción es:
a) Un reactor se carga con 100 gal de una solución acuosa que contiene 326 lb de A y 520 lb de B. ¿Cuál será la conversión de A después de 120 min? La densidad es constante y de 8,7 lb/gal. b) ¿Cuál es la conversión de equilibrio? 7.- En un CSTR la reacción ocurre en fase líquida
Con K1= 8,5 L/mol min y K 2= 3 L/mol min Al reactor entran 2 corrientes de alimentación iguales, una contiene 2,8 mol de A/L y la otra 1,6 mol de B/L. Se desea que la conversión del reactivo limitante sea de 75%. Determine el tiempo de reacción si ε=0 . 8.- La reacción reversible en fase gaseosa, A+B ↔2C+D, ocurre a volumen constante de
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1000 pies3. En el tiempo cero, la cantidad de todos los componentes es de 1 lbmol cada uno, encuentre la cantidad de sustancia convertida y el tiempo en el que la alimentación cae a la mitad de su valor inicial. Datos: k1=8 pies 3/(lbmol)(min) y k2=8 pies3/(lbmol)(min). ¿Un ingeniero a cargo de esta investigación se encuentra que la cantidad de reactivo es escasa por lo que procede con el estudio a un volumen de 500 pies3 ¿En qué diferirían los datos e cada caso, y en qué porcentaje? UNEFM. Ingeniería de las Reacciones. Ing. Ramón Quintero |
9.- Si se requiere comprobar la evolución de una reacción química, es decir, como varía
la concentración de las especie químicas con el tiempo, ¿qué tipo de reactor utilizaría? explique
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