Ejercicio de Reactores no isotérmicos Un reactor CSTR el cual es calentado por una corriente de chaqueta exterior en el que se asume mezclado perfecto, usado para la producción de la especie B por una reacción elemental en fase liquida: A------>B Ambas Ay B son líquidos a Ta y ambos tienen aproximadamente puntos de ebullición altos. El reactivo es alimentado a 300K y un v= 30L/min con una concentración de 2,0 mol/L (la alimentación no contiene B) Datos adicionales para la reacción 푘=1000퐸푥푝[(−4800푐푎푙/푚표푙)/푅푇] ℎ^(−1) 퐶_푝퐴=퐶_푝퐵=25 푐푎푙/푚표푙퐾 ∆퐻_(푟푥푛(푇푟))=−4000 푐푎푙/푚표푙 푎푡 300퐾 푈퐴_ℎ=6000 푐푎푙/푚푖푛퐾 푇_푠푎푡=184°퐶

1. Ejercicio
Reactores
No Isotérmicos

2. Un reactor CSTR el cual es calentado por una corriente de chaqueta exterior en el que se asume mezclado
perfecto, usado para la producción de la especie B por una reacción elemental en fase liquida:
𝐴 → 𝐵
Ambas Ay B son líquidos a Ta y ambos tienen aproximadamente puntos de ebullición altos.
El reactivo es alimentado a 300K y un v= 30L/min con una concentración de 2,0 mol/L (la alimentación no contiene
B)
Datos adicionales para la reacción
𝑘 = 1000𝐸𝑥𝑝
−4800𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙
𝑅𝑇
ℎ−1
𝐶 𝑝𝐴 = 𝐶 𝑝𝐵 = 25 𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙𝐾
∆𝐻𝑟𝑥𝑛(𝑇𝑟) = −4000
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
𝑎𝑡 300𝐾
𝑈𝐴ℎ = 6000 𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑖𝑛𝐾
𝑇𝑠𝑎𝑡 = 184°𝐶

3. Determine
a) La T de reacción de estas condiciones si queremos 80% de conversión
b) El V con un 80% de conversión a la T reacción en a.

4. a) Blance de energía
𝑄 = 𝐹𝑖 𝐶 𝑝𝑖 𝑇 − 𝑇𝑜 + 𝐹𝐴𝑜 𝑋(∆𝐻𝑟𝑥𝑛)
𝑈𝐴 𝑇𝑎 − 𝑇 = 𝐹𝑖 𝐶 𝑝𝑖 𝑇 − 𝑇𝑜 + 𝐹𝐴𝑜 𝑋(∆𝐻 𝑟𝑥𝑛 𝑇𝑟 + ∆𝐶 𝑝 𝑇 − 𝑇𝑟 )
𝑈𝐴 𝑇𝑎 − 𝑇
𝐹𝐴𝑜
= 𝐶 𝑝𝐴 𝑇 − 𝑇𝑜 + 𝑋(∆𝐻 𝑟𝑥𝑛 𝑇𝑟 + ∆𝐶 𝑝 𝑇 − 𝑇𝑟
0
𝑈𝐴 𝑇𝑎 − 𝑇
𝐹𝐴𝑜
= 𝐶 𝑝𝐴 𝑇 − 𝑇𝑜 + 𝑋∆𝐻 𝑟𝑥𝑛 𝑇𝑟
𝑇 =
𝑈𝐴 𝑇𝑎
𝐶𝐴𝑜 𝑣 𝑜
+ 𝐶 𝑝𝐴 𝑇𝑜 − 𝑋∆𝐻 𝑟𝑥𝑛 𝑇𝑟
𝐶 𝑝𝐴 +
𝑈𝐴
𝐶𝐴𝑜 𝑣 𝑜

5. 𝑇 =
6000cal/minK 184 + 273 K
(2 mol/L)(30 L/min )
+ 25
cal
mol K
(300K) − 4000
cal
mol
(0,8)
25
cal
mol K
+
6000cal/minK
(2 mol/L)(30 L/min )
T= 415,2 K

6. b)
𝑘 = 1000𝐸𝑥𝑝
−4800𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙
4,184(451,2)
= 78,66 ℎ−1 = 0,0788 𝑚𝑖𝑛−1
𝑉 =
𝐹𝐴𝑜 𝑥
−𝑟𝐴
Ecuación Diseño CSTR
𝑉 =
𝐶𝐴𝑜 𝑣 𝑜 𝑥
𝐶𝐴𝑜 1 − 𝑥 𝑘
=
𝑣 𝑜 𝑥
1 − 𝑥 𝑘
𝑉 =
30𝐿/min(0,8)
1 − 0,8 0,0788 𝑚𝑖𝑛−1 = 1522,8 𝐿