8/17/2019 simulacion 3.1

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FA0

 T0X

 T

 Taq

Figura 1. Reactor catalítico de lecho empacado

SIMULACIÓN DE R!CES!SUNIDAD 1. SIMULACIÓN DE REAC"!RES #U$MIC!S N! IS!"%RMIC!S

E&ALUACIÓN F!RMA"I&A '

REACCIÓN E(!"%RMICA RE&ERSI)LE EN FASE *ASE!SA EN UNREAC"!R DE LEC+! EMACAD!

1. Co,cepto- demo-trado-

Diseño de un reactor catalítico con descenso de presión para una

reacción reversible exotérmica en fase gaseosa

. M/todo- ,um/rico- utili0ado-

!ntegración de ecuaciones diferenciales ordinarias simult"neas con

condiciones iniciales conocidas

# la,teamie,to del prolema

$e lleva a cabo una reacción elemental en fase gaseosa A 2 C% en unreactor de lec&o empaquetado 'odeando al reactor se encuentra un

intercambiador de calor ( &a( un descenso de presión a lo largo de la

longitud del reactor% tal como se muestra en la

)gura *

+n la tala * se recogen los diferentes valores de los par"metros para este

problema de diseño de reactor

"ala 1. &alore- de lo- par3metro- para u, reactor de lechoempa4uetado.

CPA 5 67.7 89g:mol;< R , -#*. /g1mol23

CPC 5 =7.7 89g:mol;< F  A0 , 40 g1molmin

∆HR 5 :67>777 89g:mol Ua , 0- /5g2min23

E A 5 61>=77 89g:mol;< T a , 400 3 

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k   5 7.?dm@9g;mi,;molB6?7<

6 , 00*4 5g1* 

K C  5 ?>777 dm'9g:molB6?7 <

P0 , *0 atm

C A0 5 7.1 g:mol9dm'   y A0 , *0 7Alimentación del componenteA puro8

T 7 5 6?7 <

a8 'epresente gr")camente la conversión 7X8% la presión reducida 7(8 (

la temperatura

7T X *01#8 a lo largo del reactor desde 9 , 0 5g &asta 9 , :0 5g

b8 'epresente gr")camente los per)les de concentración para el

reactivo A ( para el producto ; desde 9 , 0 5g &asta 9 , :0 3g

I,ormaci, adicio,al

a suponiendo un ?u>o ideal% sin

gradientes radiales de concentraciones ( de temperatura en cualquier

posición dentro del lec&o catalítico +l diseño del reactor utili=ar" la

conversión de A designada por X ( la temperatura T% las cuales son función

de la posición dentro del lec&o catalítico especi)cado por la masa del

catali=ador% 9

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   −

∆==

T  R

 H  K T  K  K 

  R

C C 

1

450

1exp)450(@(

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4/4

( ) PA A

 R Aaa

C  F 

 H r T T U 

dW 

dT 

0

' )()(   ∆+−=

Re-ume,

0

'

 

:molar Balance 

 A

 A

 F 

r 

dW 

dX    −=

( ) PA A

 R Aaa

C  F 

 H r T T U 

dW 

dT 

0

' )()( 

:energíadeBalance 

∆+−=

   

  

 +−=

02

)1( 

: presióndedescensodeEcuación

T 

T 

 y

 X 

dW 

dy   ε α 

−=− C 

C 

 A A K 

C 

C k r 2'

 

:elocidadde!e"

   

   −==

T  R

 E  K T k k    A

1

450

1exp)450(@( 

   

   −

∆==

T  R

 H  K T  K  K    RC C 

1

450

1exp)450(@( 

   

  

   

  

+−

=T 

T  y

 X 

 X C C   A A

0

01

1 

:#ríaEs#e$uiome

ε 

   

  

   

  

+=

T 

T  y

 X 

 X C C    AC 

00

1

5.0 

ε 

7**8