Cinetica-4 Domiciliaria (1)
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CUARTO TRABAJO DOMICILIARIOPI-225 A
Integrantes:- Fajardo Martinez Andrea Kerly- Llaque chumpitaz Carlos Enrique- Rodriguez Zambrano Karen- Sanchez Cardenas Kevin
PROBLEMA N1Sea la reaccin:
Dnde:A: Estireno; I: Iniciador de la reaccin (acta como catalizador)Se tiene un CSTR, en condiciones adiabticas con los siguientes datos:
CAo = 0.65 MCIo = 0.01 MCco = 8.58 M (ciclohexano)
Datos de la mezcla:(mezcla) = 85.4 g/molCTo = 9.23 MFAo/FTo = 0.0704To = 298 K
R(T)= -16160 cal/mol(-rA) = 1.72 exp(-18768/RT).(CA)(CI)0.5Q =Ws= 0 (adiabtico)
xA = 0.6T = ?
V CSTR = 0.4 LSISTEMA
a) Clculo de la temperatura de reaccin para una conversin de xA=0.6.
Efectuamos el balance de energa respectivo a todo el volumen tomado como sistema.
Reemplazando los datos del problema en la ecuacin anterior.
Temperatura de reaccin (T) = 317.55K
b) Calculo del flujo volumtrico (v)
Realizamos el balance de masa para el reactante A:
Pero:
Entonces:
Reemplazando los valores en la ecuacin (Cao, x, k, CI, Vcstr y T):
Si ahora se tienen dos reactores operando en serie a la temperatura hallada en (a) y a volmenes de 0.4L.
CAo = 0.65 Mv = To =298KCA2XA2 = ?T1 = 317.55 K
VCSTR =0.4LCAo1XA1 = 0.6T1 = 317.55 Kv =
VCSTR =0.4L
c) La conversin si se mantiene el flujo volumtrico.
Las condiciones para el reactor nmero 1 no cambian con respecto a los incisos (a) y (b) que son las condiciones iniciales de operacin. Entonces:
En el segundo reactor se est trabajando a la temperatura de operacin del primero, lo que significa que la temperatura de reaccin o la temperatura de salida del reactor es la misma tal como se indica en el esquema. El segundo reactor trabaja isotrmicamente.Como se debe perder calor, pues la temperatura debe mantenerse; es lgico pensar que no trabaja adiabticamente a diferencia del primer reactor. El reactor nmero 2 perder calor hacia los alrededores en toda su rea.
De la ecuacin del balance de masa se puede obtener la conversin xA2 y a partir de ello el calor transferido a los alrededores.
Para dos CSTR de igual tamao se tendr la siguiente relacin (del balance de masa para A):
Entonces:
d) Calculo de flujo volumtrico si se mantiene la conversin. (x2=0.6 en el reactor 2)
Balance de materia en el TK-2:
Haciendo balance de materia en el TK-1:
Reemplazando los datos de Vcstr, x2, k (T), Ci, Cao.
Ecuacin (a) en la ecuacin (b):
De nuevo en la ecuacin (a):
e) Las prdidas de calor al exterior.
Caso (c):
Hallando el calor disipado al exterior:
Para el inciso (c):
Como se trata de un reactor isotrmico:
Caso (d):
CONCLUSION:El volumen correspondiente al caso d, es mucho mayor que el inciso c (casi dos veces mayor). El calor necesario para llegar a la conversin de 0.6 en el reactor 2, ser mayor que para llegar a la conversin de 0.84 en el reactor 1.
PROBLEMA N2