¡Descarga Ejercicios de Reactores PFR y CSTR y más Ejercicios en PDF de Diseño solo en Docsity! P2-5. Se tiene dos CSTR y dos PFR, cada uno con volumen de 1.6 m3. Use la figura 2-2 para calcular la conversión para cada uno de los reactores en los siguientes arreglos: (a) Dos CSTR en serie. Fig. 2-2 (b) Dos PFR en serie. 12 (c) Dos CSTR en paralelo con la alimentación FAo, dividida equitativamente entre ambos. 10 (d) Dos PFR en paralelo con la alimentación 8 dividida equitativamente entre ambos Fao a? (m9) 4 SOLUCIÓN> L/ 2 Adjunto la tabla de valores para V: | 7 0 v= FAo *X 00 02 0.4 os 08 10 —rA Conversion X SIA=>BFyo/-1,>x, cuandoX=>1 SIAR2BFao/-1, >>, cuando X > Xe x FAO/-rA (m3) | V(m3) [0] 0.89 [0] 01 108 0.108 Interpolamos para V=1.6 0.2 1.33 0.266 FAo] vi 0.4 |205 0.82 < A 0.6 3.54 2.124 2.05 0.82 0.7 5.06 3.542 2.94 16 08 ¡80 $4 3.54 |2.124 Teniendo en cuenta que el V de cada reactor es V=1.6m3 a) 2CSRT en serie: Para el 1er reactor: EAo —rA vi= *X1 1.6m"=2.94x* X 1 viÍ=ara Para el 2do reactor: EAo *(X2—X1) —rA2 a FA1,X2 > X Vs FAo/-rA £(9 = 0.81 exp( 2.65x) R?=0.98 OpPnosno sos X1 x2 Y=Fao/-rA |VOLUM. 3.47138699 0.54 0.55 4|0.03471387 3.96338803 0.54 0.6 6 | 0.23780328 452512057 Para un volumen de 0.54 0.65 910.49776326 | «—— 16 m3 la 5.16646769 concentración en el 0.54 0.7 6 0.82663483 CSTR 2 es 0.787 5.89871319 0.54 0.75 2 | 1.23872977 b) Dos PFR en sele. 0,54 0.8| 6.73474013| 1.75103243 * Para el 1er reactor: » x1 vi=f o EFAo —rA dx x 1.6=| (0.8078+e2**] ax o + Para el 2do reactor: x FAo —rA v2= 0.625 dx x x 3.2= f 10.8078xe"**] dx+ f (0.8078+e 0.625 o 2.6509+X | lax (PUEDA 24 dm b) ¿En qué intervalo de conversiones serían idénticos los volúmenes del CSTR y del PFR? ] x/ -=E 0.40 0.60 Ear EA) » 0.4 0.6 Xx Para una corriente de alimentación que entra en la reacción con una conversión previa de 0,40 y sale a cualquier conversión hasta 0,60, los volúmenes de la PFR y CSTR serán idénticos debido a la velocidad es constante a lo largo de este intervalo de conversión. v FE FE s0qx= Eo | x= —ra IA, E, 5 20 XV EL Li pre=if == c) Cuál es la conversión máxima que puede lograrse en un CSTR de 10.5 dm3? Volumen de CSTR: 105 dm3 FX VCSTR==2 —rA X _ 105dm3 =2P5dm3_ 035 =rA 300mol/min Utilizar prueba y error para encontrar la conversión máxima. AX= 0,70, 1/-rA=0,5 X/-rA=0,35dm min/mol. Conversión máxima = 0,70 d) ¿Qué condición puede lograrse si un PFR de 72 dm3 va seguido en serie por un CSTR de 24 dm3? X1=0.40 FAo, Xo, Xx1 >El”, V=72dm3 X2 e ) FA2, V=24dm3 Yd Calculamos el V del PER usando la Regla de Simpson con AX=X/2 y=X, 2 y orar) Se tomo los valores de Xi=0, Xf=0.4 a e xXx Ya 0.45 0.625 0.5 1.25 0.6 2.5 0.8 5 0.9 6.25 y=Fror[X70:4) Pa 300mol — min X-0.4 249dm= = —r,=[X —0.4)*12.5 Por análisis de Regresión: X2=12.48 e) ¿Qué conversión puede lograrse si hay un CSTR de 24 dm3 seguido en serie por un PFR de 72 dm3? Fo Xo Fr X, ho) En = ParaunCSTR: v _ E nol Xsatida— Xentrada) CSTRT Pa Como la X de entrada es 0: _ E nol Xsalida) Vesm= >= Pa 24 dm 300 mol/ min X.atida) n = ——_—_—_——_—_—_____—_— —ra =r=12.5 A oo) min dm = Paraun PFR: =72dm V prg=300 f dk da Pa Tabulamos los posibles valores, variando X x Fa, 0 0 0.2 2.5 my) Ez 0.5 0.6 0.8 0.9
