reactores de Flujo pistón Isotérmicos

7/24/2019 reactores de Flujo pistn Isotrmicos

1/35

Reactores de Tubularcontinuo de fujo pistn

(PFR)


2/35

Intermitente

CSTR

Flujo Tapn

Lecho Empacado

Ecuacin de diseo espec!"cas para cadareactor#

$alance %olar

&eneral

0

A AdXF rdV

=

0

A A

dXN r V

dt=

0

A

A

F XV

r=

0'A A

dXF r

dW

=

0

V

A

A A A

dN

F F r dV dt + =


3/35

Relaciones Este'uiomtricas

Correccione

s

( )0

1A AC C X= 0 0 0

0 0 0

B BB A B B A

A A

C CC A C C A

A A

C C X C C X

C C X C C X

= =

= + = +

( )

0

0 0

0 0

0 1

T

T

P NT ZV V

P T Z N

V X

=

= +

0 0 0 0

0 0 0 0

i i i i

iA A A A

F C Q C y

F C Q C y = = = =

)

)


4/35

Ejemplo *

2.5d cm=

0.35X=

518

2

T C

P atm

= =

10.005A Ar s C

=35Q l / min=


5/35

Ejemplo *

Solucin j jN C Q=0

A A

dXF r

dV=

( )

( )

( )

( )

( )

( )

0

0

0

0

0

0 0

1

1

1 1

1 1

AAA A A

A

A

N XNdXF r kC k k

dV V V X

X XNdX kk

dV V F X Q X

+= = = =

+

+ += =+ +)


6/35


7/35

Ejemplo +


8/35


9/35

Ejemplo ,

2 1/2 3 1

2

10A A

A R

r C mol dm s

=


10/35

Ejemplo ,

Ecuacin de diseo

0

A A

dXF r

dV= 0

0

1

A A

A

dXF r

dV C

=

0

0 0

1AA

A A

F dXr

C dV C

=

[ ]0

0

A

A

F moles tiempool!men tiempo

C moles ol!men

= =

0

0

A

A

FQ

C

)

0

1A

A

dXQ r

dV C= )


11/35

Ejemplo ,

.dem/s0 como

entonces

0 0

1A

A

dX! r

d" C=

[ ]3

3

0/

d" dV #s

! Q # s

= = =

0

1

A

A

dX dX Q r

dV d C = =


12/35

Ejemplo ,

Ecuacin de diseo

Recordando 'ue la reaccin es en 1ase2aseosa 3 'ue se alimenta un solo compuesto0entonces

0A AA

A A

dC dX d C

r r= =

( )

0

0 0

0 0

0 1

T

T

P NT ZV V

P T Z N

V X

=

= +

( ) ( )0

0

01 1 1

AA

T

Ny

N = = = =


13/35

Ejemplo ,

entonces

4ue conduce a

( )( )

0 1

1A A

XC C

X

=+

( )( )0

1/22

0

1/2

2 0

10

110

1

jAA

A A

j

A

A

dXdCd C

r C

dXC

XC

X

= = =

+


14/35

Ejemplo ,

Es decir

( )

( )

1/20

1/22

1/22

1/20

10 1

1

10 1

1

j j

j

j

C dXd

X

X

dX X

d XC

=

+

= +


15/35

Ejemplo ,


16/35


17/35

Ejemplo 5

( ) ( ) ( )

3

3 4 2

1

4 6

10

$ $ $

A P%

P% P %

r kC k & +

= =


18/35

Ejemplo 5

Ecuacin de diseo

Recordando 'ue la reaccin es en 1ase2aseosa 3 'ue se alimenta un solo compuesto0entonces

0AA

A A

dC dXd C

r r= =

( )

0

0 0

0 0

0 1

T

T

P NT ZV V P T Z N

V X

= = +

( )07 4

1 0.754

Ay = = =


19/35

Ejemplo 5

entonces

4ue conduce a

( )

( )0

1

1A A

XC C

X

=

+

0

0

0

1

1

AA

A A

j

A

A

dC dXd C

r kC

dXC

XkC

X

= =

=

+


20/35

Ejemplo 5

Es decir

1 1

1

1

1

Xd dX

k X

dX Xkd X

+ =

= +

0.222 &r=


21/35

Ejemplo 5

Es decir

0

0

A

A

FQC

=

V

V QQ

= = ))

0 A

A

N P

C V RT= =


22/35


23/35

Ejemplo 6

( ) ( ) ( )2 4 2 2 4 2

3 1 1 1

1 2500 0.032

$ $ $C % Br C % Br

k dm mol & k &

+

= =


24/35

La e7presin de 8elocidad es

La ecuacin de diseo es#

Representando la este'uiometria de acuerdo a#

entonces

Ejemplo 6

2 4 2 2 4 21 2C % Br C % Br r k C C k C =

0

A

A

dXd Cr

=

A B C+

1 2A A B Cr k C C k C =


25/35

9atos#

Ejemplo 6

2

2 4

3

600

600 /

1.50.6

0.6

0.3

0.1

Br

C %

'

T (

Q m &

P atmX

y

y

y

=

=

===

==

)

( ) ( ) ( )

2 4 2 4 2 2 4 2

2 4 2 2 4 2

1 2

1 2

3 1 1

1

1

2

500

0.032

$ $ $

C % C % Br C % Br

A A B C

C % Br C % Br

A B C

r k C C k C

r k C C k C

k dm mol &

k &

+

+

=

=

=

=


26/35

Como la reaccin es en 1ase 2aseosa#

Ejemplo 6

( )( )

0

0

1 11 1

A AA A

XN N XC CV V X X

= = = + +

( )0 1V V X= +

( )( ) ( )( )

0 0

0

0 0

1

1 1 1

BB B A BB AX XN N N XC C

V V X V X X = = = = + + +

1 X


27/35

Como la reaccin es en 1ase 2aseosa#

Ejemplo 6

0

A

A

dXd C

r=

0 1

1A A

XC C

X

= +

0

1

BB A XC C

X = +

( )0

1 2

A

A B C

dXd Ck C C k C

=

0

0 0 0

1 2

1

1 1 1

ACB

A A A

dX

d C XXXk C C k C

X X X

= + + + +


28/35

4uedando como

Ejemplo 6

0

1 2

1

1 1 1

CBA

dXd

XXXk C k

X X X

= +

+ + +

0

1 2

1

1 1 1

CBA

XXdX X

k C kd X X X

+ = + + +


29/35

Como#

Ejemplo 6

0

1 2

1 2

1 1 1A

dX X X X k C k

d X X X

= + + +

0 0 0 0

0 0 0 0

i i i ii

A A A A

F C Q C y

F C Q C y = = = =

)

)

0

0

0

0

2

0

B

BA

CC

A

F

F

F

F

= =

= =


30/35

Entonces#

Por otra parte

Ejemplo 6

( ) ( )

( )

0

1 22

1 2

11A

X XdX Xk C k

d XX

=

++

( ) ( )1 1 1 1 0.3

0.3

C BA

A A

y

= = =

=


31/35

Entonces#

Ejemplo 6( ) ( )

( )

0

1 22

1 2

1 0.31 0.3A

X XdX Xk C k

d XX

=


32/35


33/35

j i i +


34/35

Respuestas#

Ejercicio +

3

23 min

0.121

1.21

t

V m

V# m

A

=

=

= =

0

A AdXF rdV

=

0

AA

t t

dXF

dV r#A A

= =


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