Resolución de ejercicios sobre reactores isotérmicos
Enviado por Karolina Bustillos • 15 de Agosto de 2023 • Práctica o problema • 300 Palabras (2 Páginas) • 107 Visitas
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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE – SEDE LATACUNGA
OPERACIONES UNITARIAS
Tema: Resolución de ejercicios sobre reactores isotérmicos
El etileno ocupa el cuarto lugar en Estados Unidos en lo que respecta al total de producto químico sintetizado al año y es el producto químico orgánico que ocupa el primer lugar de producción anual. Se produjeron más de 50 mil millones de libras en el 2000, que se vendieron a 0.27 centavos de dólar por libra. El 67% del etileno producido se emplea en la fabricación de plásticos, el 20% para óxido de etileno, el 16% para bicloruro de etileno y etilenglicol, el 5% para fibras y el 5% para disolventes.
Determine el volumen del PFR necesario para producir 300 millones de libras de etileno
al año por desintegración catalítica de una corriente de alimentación de etano puro. La reacción es irreversible y sigue una ley de velocidad elemental, donde k=0.072 s-1 a 1000 K y la energía de activación de la reacción es . Se desea lograr una conversión del 80% de etano haciendo que el reactor funcione isotérmicamente a 1100 K y una presión de 6 atm.[pic 5]
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Datos
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Desarrollo
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Encontrar el flujo molar de A inicial
Por formula
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Donde
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Entonces
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También se puede obtener directamente
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Algoritmo para reactores isotérmicos
- Ecuación de diseño del PFR
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- Ley de velocidad
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- Estequiometria
Para operación isotérmica y caída de presión despreciable, la concentración de etano se calcula como sigue:[pic 25]
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Formula final
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- Combinación
Se remplaza en la ecuación de diseño las ecuaciones encontradas en la ley de la velocidad y estequiometria
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- Evaluación de parámetros
Cálculo de [pic 38]
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Cálculo [pic 41]
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Cálculo de k a 1100 K
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Cálculo del volumen necesario para alcanzar una conversión del 80%
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Grafica de Volumen vs. Conversión
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Código en Matlab
x=[0:0.1:1];
fa0=0.425; %lbmol/s
ca0=0.00415;
k=3.07; %s-1
ep=1;
V=(fa0./(k.*ca0)).*(((1+ep).*log(1./(1-x)))-(ep*x))
plot(x,V)
xlabel("Conversión")
ylabel("Volumen del reactor ft^3")
Bibliografía:
Fogler, H. S., & Fogler, S. H. (1999). Elements of chemical reaction engineering. Pearson Educacion.
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