PRACTICA N° 3: ECUACIONES DE DISEÑO DE REACTOR CSTR EN FUNCION DE LA CONVERSION

PRACTICA N° 3: ECUACIONES DE DISEÑO DE REACTOR CSTR EN FUNCION DE LA CONVERSION

OBJETIVO

• Deducir y Aplicar las formulas con las cuales se rigen los reactores CSTR en función del flujo y la conversión
• Ver en una simulación de Excel la aplicación de las formulas mediante gráficos.

PROCEDIMIENTO

VER EL VIDEO reactor módulo 1 o el video 34.34 hasta el minuto 48.48

[pic 1]

• Se da para reacciones en fase liquida.
• Si dividimos el reactor, en cada parte tendrá la misma concentración, temeratura, velocidad.
• Estas variables serán iguales a la salida y entrada.

Suposiciones:

• Operación en estado estacionario: no hay acumulación de moles dentro del reactor CSTR.
• Mezcla perfecta: No hay dependencia del tiempo o la posición en la temperatura, a concentración o la velocidad de reacción.

Balance molar:

                                            Fjo - Fj + rjV =0[pic 2][pic 3]

Ecuación de diseño:

• No hay cambios en el volumen de reactor ni cambios reales.

[pic 4]

Se escribe en términos de las concentraciones de las especies (Cj)

Fj = Cjʋ =0

ʋ = caudal

Reemplazando en la ecuación de diseño en términos de las concentraciones.

[pic 5]

Realizar la simulación en Excel para el problema siguiente:

Una mezcla de gases consiste en 50% de A y 50% de gases inertes a 10 atm (1013kPa) e ingresa al reactor con una velocidad de flujo de 6 dm3/s a 300°F (422.2 K). Calcule la concentración entrante en A (CA0) y la velocidad de flujo molar entrante, FA0. Con estos datos. Calcular el volumen necesario para alcanzar una conversión de 80% en un reactor CSTR (es decir X=0.8)

Solución:

Recordar que en este caso, se esta trabajando con un gas razon pora la cual tenemos que utilizar la ley de los gases ideales.

[pic 6]

Se debe tener cuidado la escoger las unidades, y también al despejar la ecuación

[pic 7]

Escogemos la constante en función de las unidades que tenemos:

[pic 8]

[pic 9]

Hallamos la concentración en A

[pic 10]

[pic 11]

Hallamos el Flujo molar:

[pic 12]

Mediante la ecuación el resultado es:

[pic 13]

La ecuación para hallar el volumen es:

[pic 14][pic 15]

Calculando:

El siguiente dato:

...