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• Abraham Castillo

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La figura P2-8-a muestra CA0/-rA contra XA para una reacción múltiple no isotérmica, no elemental, en fase liquida para el rectante A

a) Considerar los dos sistemas mostrados en la figura P2-8b en la cual un CSTR y en un PFR están conectado en serie. La conversión intermedia es 0.3 y la conversión final es 0.7. Cual arreglo de reactores esperaría para obtener el volumen minimo total de reactores.

En la figura se muestra el área que representa el volumen para los arreglos, el del lado izquierdo es para el inciso b, y del lado derecho es para el inciso b. Como se observa el volumen menor se obtiene de la configuración del inciso b.

b) Si la velocidad de flujo volumétrico es 50 L/min, cual es el volumen mínimo total del reactor (750 L)

Abraham Castillo Espinosa

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Para calcular el volumen, se saca los volúmenes individuales de cada reactor de la siguiente manera VT= VPFR + VCSTR VT= (X A*v0* CA0/-rA) +

(para el calculo de la integral se descompone en un

triangulo de .3 de base y 40 de altura y un rectángulo de .3x10) VT=[(0.7-0.3)*15*50]+ 50[0.3(50-10)/2 + 0.3(10)] = 750 L

c) ¿Existe una forma mejor (menor volumen total de lograr un 70% de conversión que ninguno de los sistemas propuestos anteriormente)? 512 L Si, llevando a cabo la reacción en un CSTR, el volumen del reactor seria igual a V=X A*v0* CA0/-rA V=(0.7)(50L/min)(15min)= 525 L

d) ¿A qué conversión sería el volumen de reactor requerido ser idénticos, ya sea para CSTR o PFR?

Para determinar los grados de conversión primero igualamos ambos volúmenes, VPFR = VCSTR X A*v0* CA0/-rA = X A* CA0/-rA =

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Para agilizar el calculo primero obtenemos el área bajo la curva para un PFR, y escogemos un valor medianamente grande de X para el PFR (0.3) para luego ajustarlo al valor del CSTR.

Y luego hacemos el calculo para el CSTR X A* CA0/-rA = 9 0.2*45 =9 Con lo que el grado de conversión para el CSTR es de 0.2

e) Usando la información en la figura P2-8a junto con la ecuación de diseño de CSTR, hacer una gráfica de Ƭ frente a X. Si el volumen del reactor es 700L y la tasa de flujo volumétrico de 50 l / min, Cuales son las conversiones de salida posibles para este reactor?

Ƭ vs X 35 30 25 20 15 10 5 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Para un Ƭ = V/vo =700/50 = 14 Si leemos en la grafica podemos observar que ahí dos posibles soluciones que son 0.3 y 0.5 aproximadamente

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