Problema Simulacion (Reactor)

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

SIMULACIÓN DE PROCESOS

TAREA 2: APLICACIÓN DEL ALGORITMO DE EULER EN LA SIMULACIÓN DE UN REACTOR TUBULAR

PROFESOR: AGUILAR RODRÍGUEZ ENRIQUE

ALUMNO: AGUILERA SILVA SALVADOR

GRUPO: 9IV25

PROBLEMA La pirolisis del etano en un rango de temperatura de 1200°F a 1700°F puede representarse por la reacción química irreversible de 1°orden:

     Se alimenta a un reactor tubular ideal de 4.026in de diámetro interior, 3000lb/h de etano a 1400°F. Se suministra calor a través de del horno hacia el reactor a razón de 6000 BTU/hr ft2. La presión media de los gases dentro del reactor es de 45 psia y se puede considerar flujo tapón (plug-flow) y existen obstrucciones de flujo a caídas de presión en el reactor.

mo q zo L=Lo

P= 45 psia

zf  ≈ 0.72

T=1200-1700°F

L=Lf 

Datos iniciales

                             Datos cinéticos:

 []   Datos termodinámicos: Componente

  

     -20236 12496 0

             

Ecuaciones a emplear:

     ̅                         ( )     

̅  ̅  ̅    Ecuaciones para Método de Euler:

            

Utilizando programa de Excel y aplicando Método de Euler a las diferentes DL, se obtienen el siguiente resultado:

Aplicando Euler y con un DL=15 L 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285

 

0.0001956 0.0003006 0.00045357 0.00066959 0.00096271 0.00134058 0.00179737 0.00230828 0.00283094 0.00331649 0.00372519 0.00403658 0.00424886 0.00437116 0.00441535 0.00439099 0.00430319 0.00415241 0.0039349 0.00364354

 



T

z

1.6772 1.4210 1.0560 0.5496 -0.1274 -0.9876 -2.0115 -3.1357 -4.2591 -5.2700 -6.0828 -6.6596 -7.0061 -7.1518 -7.1310 -6.9717 -6.6914 -6.2975 -5.7887 -5.1572

66090.6275 66103.7036 66115.8647 66127.0804 66137.3155 66146.536 66154.7215 66161.8799 66168.0626 66173.37 66177.9427 66181.9389 66185.5098 66188.7824 66191.8537 66194.7934 66197.6497 66200.4548 66203.23 66205.9874

1200 1216.6772 1233.0982 1249.1542 1264.7038 1279.5763 1293.5887 1306.5773 1318.4415 1329.1824 1338.9125 1347.8297 1356.1701 1364.1640 1372.0122 1379.8811 1387.9094 1396.2180 1404.9205 1414.1318

0 0.00293407 0.00744307 0.01424655 0.02429042 0.03873109 0.05883978 0.08580037 0.12042459 0.16288873 0.21263608 0.26851392 0.32906263 0.39279554 0.45836288 0.5245932 0.59045805 0.65500593 0.7172921 0.77631562

 



T

z

66090.6275 66111.1931 66129.596 66145.7607 66159.6004 66171.09 66180.3865 66187.9046 66194.2097 66199.7957 66204.9697 66209.8737

1200 1226.6772 1252.8909 1278.2906 1302.3598 1324.5001 1344.3164 1361.9844 1378.2884 1394.2245 1410.6597 1428.3076

0 0.00489012 0.01456927 0.03292365 0.06579927 0.12024885 0.20156897 0.30911504 0.43525664 0.56912609 0.70025035 0.81894142

Aplicando Euler y con un DL=25 L 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275

 

0.0001956 0.00038717 0.00073417 0.00131502 0.00217798 0.0032528 0.00430184 0.00504566 0.00535478 0.00524497 0.00474764 0.00385028

1.6772 1.2138 0.3997 -0.9309 -2.8597 -5.1837 -7.3320 -8.6960 -9.0639 -8.5647 -7.3522 -5.4756

Aplicando Euler y con un DL=50 L 0 50 100 150 200 250

 

0.0001956 0.00071928 0.0022543 0.00522664 0.0070888 0.00480033

 

1.6772 0.4347 -3.0444 -9.3999 -12.5913 -7.3075



T

z

66090.6275 66128.7828 66159.4651 66182.479 66198.256 66209.5532

1200 1251.6772 1302.1119 1349.0675 1389.6677 1427.0764

0 0.00978025 0.04574432 0.1584595 0.41979137 0.77423148