REACTOR SISTEMAS

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REACTOR SISTEMAS UNINI

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ContenidoProblema 1.3Problema 2.3Solucin 14Solucin 26

Problema 1.Se deber disear el reactor ( sistemas de reactores) para llevar a cabo la siguiente reaccin autocatalitica en solucin acuosa. La estequiometra de la rxn es: con Si el sistema opera isotrmicamente a , con una constante igual a , determine el tipo (explique su seleccin) y el volumen mnimo de reactor(es) necesarios para alcanzar una conversin fraccional total de 0.8. La especie A es alimentada a razn de y con una contracin de .Problema 2.La oxidacin parcial del benceno en presencia de un catalizador ha sido estudiada en un rango de composiciones donde las rxnes de inters siguen una cintica de pseudo primer orden. Las ecuaciones estequiomtricas pertinentes son: Donde las estn a y en ; y son las presiones parciales de benceno y anhidrdo malico ( respectivamente. Si se est interesado en disear un reactor para la produccin de anhdrido malico, determine:a) El tiempo espacial del PRF que maximice la concentracin de esta especie en el efluente.b) Bajo condiciones ptimas a esta temperatura, qu fraccin del benceno que entra se convierte a anhdrido malico?.c) Cual es el rendimiento de anhdrido malico basado en la cantidad de benceno que ha rxnado?

Solucin 1Primero esbozaremos la grafica vs , como es se puede expresarDe la ley de la velocidad considerando

Graficando Tabulando valores para lograr una grafica en Excel

Kmol/m3

020.55583347

0.11.80.00308642

0.21.60.00173611

0.31.40.00132275

0.41.20.00115741

0.510.00111111

0.60.80.00115741

0.70.60.00132275

0.80.40.00173611

es minimo cuando es mximo, y esto se da cuando

Se da cuando Como

Las reacciones que presentan este tipo de curvas conducen a interesantes problemas de optimizacin, de acuerdo a nuestros estudios anteriores para reducir al mnimo el volumen consideraremos el arreglo siguiente

Donde

Para el CSRT Para el PFR

Solucin 2Consideraciones de operacin El anhdrido malico se obtiene industrialmente por oxidacin del benceno con aire, con como catalizador. El flujo de entrada presenta como gas inerte. Proceso isotrmico e isobrico. Despreciar expansin volumetricaFundamento tericoHay que ser extremadamente cuidadoso al especificar la base de referencia para la velocidad de reaccin , se basa en la masa del catalizador, por lo cual se relaciona con la velocidad por unidad de volumen a travs de la densidad

La densidad aparente del lecho,, es el cociente entre la masa del catalizador y el volumen total La ecuacin de diseo para un reactor RFP es

Donde

De esta ecuacin podemos determinar la concentracin de A en funcin del tiempo:

Reemplazando en la ecuacin de velocidad del anhdrido malico(M)

Resolviendo la ecuacin diferencial de primer orden

Hallando C , Condiciones limites cuando ,

La mxima concentracin de anhidrido malico se da cuando

a) Reemplazando los datos tenemos

b) Partiendo de la ecuacin de concentracin del anhdrido malico

Reemplazando datos

c) El rendimiento de anhdrido malico es

Integrantes: Virginia Amasifen Bravo, Jim Chavez Espinoza