Problema 4.05. La reacción elemental, reversible, en fase gaseosa catalizada por un sólido A1 + A 2 ↔ 2A 3 se lleva a cabo en el rfp autotérmico que se esquematiza a continuación:
El alimento se introduce en el espacio anular existente entre el tubo exterior, aislado, y el tubo interior que contiene el catalizador. En el espacio anular se precalienta, pasando luego al tubo interior donde se desarrolla la reacción. En dicha zona anular no tiene lugar reacción química alguna. El intercambio de calor entre la mezcla gaseosa que circula por el tubo interior y el gas que circula por el espacio anular, en contracorriente, tiene lugar a lo largo de toda la longitud del primero. El alimento consta exclusivamente de A1 y A2 en la proporción estequiométrica de la reacción, siendo el caudal de A1 de 20 mol/s. El rfp trabaja a la presión de 5.8 · 105 N/m2. La temperatura del alimento es 350 K. Si se desea obtener una conversión final de 0.74, a) Obtener la variación de la conversión y la temperatura de la mezcla reactante a lo largo del reactor y representar la curva correspondiente en un diagrama X-T. b) Calcular el volumen de reactor necesario para alcanzar el grado de conversión indicado. Datos y notas Diámetro del reactor: 0.025 m. ΔH 0k = –20000 kJ/mol; Cp,1 = 25 J/mol · K; Cp,2 = 15 J/kmol · K; Cp,3 = 20 J/mol · K k = 0.035 m3/kmol · min a 273 K; E = 70000 J/mol; Kc = 25000 (a 298K) Coeficiente global de transmisión de calor: 5 w/m2 · K.
REACTOR TIPO: rfp, autotérmico Nº REACCIONES: 1 FASE: GAS
A. Barba Juan / C. Clausell Terol - ISBN: 978-84-697-1981-7
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Problemas resueltos de reactores químicos y bioquímicos - UJI - DOI: http://dx.doi.org/10.6035/Sapientia99