Sobre el cálculo del volumen del reactor
Thread Content
Ácido adípico y glicol hexileno en una proporción estequiométrica reaccionan en un reactor discontinuo con ácido sulfúrico como catalizador. Reacción de segundo orden: -ra = kCa²kmor·m⁻³·h⁻¹, donde k = 0,1182 m³·kmor·h. La concentración inicial de adípico es CA₀ = 4 kmor·m⁻³. Si se procesan 2400 kg de adípico al día, el tiempo necesario para cada ciclo de producción es de 1 hora. El coeficiente de llenado del reactor es 0,75 y la tasa de conversión es del 80%. Se desea determinar el volumen del reactor necesario. Solución: Para un reactor intermitente de segundo orden, tr = 1 × 0,8 / [(0,1182 × 4) × (1 – 0,8)] = 8,5 h. tt = 8,5 + 1 = 9,5 h. FA₀ = 2400 / (24 × 146) = 0,684 kmor/h. V₀ = FA₀ / CA₀ = 0,684 / 4 = 0,171 m³/h. El volumen útil es v₀ × tt = 0,171 × 9,5 = 1,63 m³. El volumen total es 1,63 / 0,75 = 2,17 m³. Pregunta: En este caso, tanto FA₀ como CA₀ son valores relacionados con el adípico. ¿Por qué el flujo volumétrico calculado no corresponde al flujo volumétrico del propio adípico? El glicidol, en cantidades mólicas equivalentes, también debe requerir un cierto volumen de reacción, ¿verdad? Si la concentración inicial del glicidilo también es de 4, ¿será necesario duplicar el volumen de reacción?
CA0 se refiere a la concentración del componente A en el momento en que comienza la reacción, es decir, cuando los materiales ya han sido introducidos en el reactor. En ese momento, el componente B también debe estar ya dentro del reactor. Los materiales que participan en la reacción son una mezcla de A y B. A:B=1:1; naturalmente, el valor de CB0 en la materia prima es igual al de CA0. Si A y B entran al reactor por dos flujos separados, en una proporción de 1:1, y antes de entrar, la concentración de uno de los flujos es CA y la del otro es CB, entonces, después de la mezcla, las concentraciones serán 1/2CA y 1/2CB. En este caso, las concentraciones de A y B (1/2CA y 1/2CB) corresponden respectivamente a CA0 y CB0. Esta situación debe especificarse de forma especial en las condiciones del problema. Hay algún problema en la forma en que está expresada la reacción en esta pregunta. Debería ser -ra=kCaCbkmor.m-3.h-1. Si se sigue la forma en que está escrita originalmente, entonces se trataría de una reacción de segundo orden con respecto al adípico ácido, y de orden cero con respecto al glicidol.
Porque para calcular el volumen se utiliza la concentración, y no la cantidad de sustancia. La concentración ya puede representar el estado general de la materia.