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• Mari Paz

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Ejercicios Levenspiel Cinemática Universidad Nacional Autónoma de Honduras 2 pag.

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Problema 5.24 Se alimenta continuamente un hidrocarburo gaseoso de alto peso molecular A a un reactor de tanque agitado que se mantiene a alta temperatura, donde se craquea térmicamente (reacción homogénea en fase gaseosa) produciendo materiales de menor peso molecular, llamados en conjunto R, con una estequiometria aproximada A 5R. Al cambiar el flujo de alimentación, se obtiene diferentes grados de rompimiento. FA0, mmol/h

300

1000

3000 5000

CA out, mmol/L

16

30

50

60

El volumen vacío del reactor es V= 0.1L, y a la temperatura del reactor la concentración de la alimentación es CA0=100 mmol/L. Encontrar una expresión de velocidad que represente la reacción de craqueo.

CA0=100 mmol/L V=0.1 L

CA

Rxn. En fase gaseosa por lo tanto ɛA≠0. A

5R

ɛA =

5−1 1

=4

Para el reactor de tanque agitado se tiene la siguiente ecuación: CA

=

τ=

VCA0

CA0

1−XA

𝑋𝐴 =

1+ɛA∗XA

FA0

=

CA0∗XA −rA

−rA =

𝐶𝐴0−𝐶𝐴

ɛ𝐴∗𝐶𝐴+𝐶𝐴0

FA0∗XA V

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*Supongo cinética de orden ´´n´´ -rA=K𝐶𝐴𝑛 Aplicando logaritmos log −𝑟𝐴 = log 𝐾 + 𝑛 ∗ log 𝐶𝐴 y

= b

FA0 mmol/h 300 1000 3000 5000

m

x

CA mmol/L 16 30 50 60

XA 0.5122 0.3182 0.1667 0.1176

-rA mmol/L*h 1536.6 3182 5001 5880

log −𝑟𝐴 3.1866 3.5027 3.6991 3.7694

Linealizando 3.8 Log(velocidad)

3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 0

0.5

1

1.5

Log(CA)

* b=log 𝐾=1.98294

y=mx+b

K=96.148 h-1

y=1.011x+1.98294 r=0.9975

*Orden de la cinética es n=1 con constante de velocidad K=96.148h-1. -rA=96.148*CA [mmol/L*h]

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2

log 𝐶𝐴 1.204 1.477 1.699 1.778