Datos: Reacción: A → R Alimentación: 99% A, 1% R k = 1 L/(mol)(min) CRf deseado = 0.9 mol/L 1) Cálculo de R óptimo y volumen mínimo: Róptimo = 0.5 Volumen mínimo = 1500 L 2) Volumen para flujo pistón: 2000 L 3) Volumen para mezcla completa: 2000 L El volumen mínimo se obtiene con el reactor de reciclo, siendo menor que los volúmenes de flujo pistón y mezcla

2. )1(
)1(
i
iA
Ai
k
C
C



n
An
A
i
C
C
k
n
n 10
 
Ec. RMC en serie de
igual volumen y con
cinetica













  
1 2
1
2
00
)()()(
x x
x AA
A
x
A
A
r
dx
r
dx
C
r
dx
C oo

XA XA XA
RFP RFP RFP
RMC RMC RMC

3. aA + rR nR RAA CkC )( 
)1(0 AAA XCC 
AAAARR XaCnXaCrCC 000 // 
))(1()( 0000 AAAARAAA XnCXCCXkC 
))(1()( 000 AARAAA XCCXkC 
A + R 2R
)2)(1()( 0000 AAAARAAA XCXCCXkC 
Sacando CA0 como factor común
))(1()(
0
02
0 A
A
R
AAA X
C
C
XkC  Si CA0 >>>>CR0 0
0
0

A
R
C
C
AAAA XXkC )1()(
2
0 

4. sistemadelsalequeCaudal
reactordelentradalaaretornaqueFluidodeCaudal
R 
La Relación de Reciclo (R)
puede tener valores desde
cero hasta infinito.Ecuación de Diseño 









Af
Af
x
x
R
R A
A
Ao r
dX
R
F
V
1
)(
)1(
FA0
υ0
XA0=0
P1 P2
FA0
’
υ01
XA1
XA2 XAf = XA2
υf
FAR
υR
υ2

5. Ecuación de Diseño 









Af
Af
x
x
R
R A
A
Ao r
dX
R
F
V
1
)(
)1(
Balance en el reactor
suponiendo que no hay
reacción
Balance en el punto de
mezcla
Ecuación de diseño de
RFP
Al evaluar R=0 la ec. de diseño queda como un RFP
Al evaluar R→ ∞ queda la ec. De diseño de un RMC
Es posible determinar un R óptimo derivando la
ec de diseño respecto a R e igualando a 0 .
Relación Óptima de
Recirculación
)(
)(
)(
1
AfAf
x
x A
A
xA xx
r
dx
r
Af
Ai
Ai





0
dR
d Siguiendo el
procedimiento sugerido
deducir la ec. Para RFP
con reciclo
Aplicar el mismo
procedimiento a un RMC
con reciclo, para ver si se
afecta

6. Ecuación de diseño de
RFP
Ver clase uno Balance
ESTA para deducir ec.
de diseño de RFP
FA entrada F A salida dV(-υA) 0
)1(
'
0 AAAentrada XFF  )(1(
'
0 AAAAsalida dXXFF 
En este caso usamos una
nueva base, que no es la
entrada al sistema y la
llamaremos FA0’Al sustituir en y resolver los paréntesis queda
(1)
(1)
dVdXF AAA )(
'
0  Al despejar y aplicar la integral en ambos lados obtengo
 

A
Ai
X
X A
A
V
V A
dX
F
dV
)(0
'
0

FA0
’
υ01
XAi
dV
XA0=0
XAR

7. c
Af
AR
AfAf
ARAR
F
R
F
F
CF
CF
R 


Balance en el reactor
suponiendo que no hay
reacción
FA0
υ0
P1 P2
FA0
’
υ01 FAf
υf
FAR
υR
ARAA FFF  0
'
0Haciendo un balance en P1 se tiene que
Por definición Como el sistema no tiene reacción el balance queda
Entrada =Salida, entonces FA0=FAf
Entonces
0A
AR
F
F
R  RFF AAR 0Despejando Sustituyendo en queda
(3)
(3)
)1(0
'
0  RFF AA

8. P1
XA1
υ1
1
1
1

A
A
F
C 
υR
Balance en el punto de
mezcla
FR R 
FA0
FA1
υ0
ARAA FFF  01
Haciendo un balance en P1
R  01
Se debe deducir una ecuación para CA1 o XA1
 

A
Ai
X
X A
A
V
V A
dX
F
dV
)(0
'
0

R
ARA
A
FF
C
 


0
0
1
3 4
Sustituyendo las ec. y se tiene que3 4
Aplicando la definición de reciclo se tiene que AfAR RFF  sustituyendo
f
AfA
A
R
RFF
C
 


0
0
1
)1(0 AfAAf XFF 
0 f
En caso de que no exista
variación de caudal ε =0
)1( 101 AAA XCC 
AfA X
R
R
X
1
1


Se tiene que Sustituyendo en 5 y resolviendo
los términos se tiene
5

9.  

A
Ai
X
X A
A
V
V A
dX
F
dV
)(0
'
0

)1(0
'
0  RFF AA AfA X
R
R
X
1
1


A partir de los balances se obtienen estas tres ecuaciones
Sustituyendo b y c en a se tiene





Af
Af
X
X
R
R A
A
A
dX
RF
V
1
0 )()1( 





Af
Af
X
X
R
R A
A
A
dX
RC
V
1
00 )()1(  



Af
Af
X
X
R
R A
A
A
dX
RC
V
1
0
0 )(
)1(


Intenten hacerla deducción ustedes mismos paso a paso en caso de duda se recomienda
consultar el Levenspiel tercera edición Capitulo 6 pág 136

10. Al abrir ProII se presenta esta pantalla que permite al
usuario interactuar con el simulador sin necesidad
de programar un código
En la barra de
herramientas de
encuentran diversos
botones.
Abrir una vista o ventana nueva
Mostrar y ocultar la barra de PFD
Realizar anotaciones en forma de texto
Especificar las unidades de medición
Seleccionar los componentes
Definir los compuestos y sus propiedades
Seleccionar el método termodinámico
Modificar la características de la TBP
Definir las reacciones

11. En la barra de
herramientas de
encuentran diversos
botones.
Personalizar la cinética de las reacciones
Especificar casos de estudio
Especificar secuencia de cálculo
Especificar características de convergencia
Visualizar el diagrama de flujo completo
Buscar un equipo en el diagrama de flujo
Buscar una corriente en el diagrama de flujo
Describir
Definir las reacciones

12. Se debe hacer click para
seleccionar los compuesto de
la base de dato de PROII
Se debe hacer click para
definir cortes de crudo.

15. Sistemas de hidrocarburos con gas, N2 ,H2S, CO2, H2 , refinerías y
petroquímicas (no polares).
No calcula volumen molar, se emplea método API.
Es posible de aplicar cerca del punto crítico. P y T
.
 bVbV
TR
P






V
a 
P= Presión
T= Temperatura
V= Volumen específico
a α = Parámetros del modelo

19. • Ejercicio:
La reacción A + B E se llevan a cabo
en fase líquida en una combinación de
dos reactores mezcla completa en serie
como se muestra en la figura a
continuación.
Datos:
A+B E
v1=10 pie 3
v2=10 pie 3
CAo = CBo = 1,5 lbmol /pie3
A 50 lbmol/hr
B 50 lbmol/hr
v1
v2
BAA CkC )( 
k= 2 pie3 /lbmol hr
1) Cómo se alteraría la conversión a la
salida del segundo reactor si se recicla
(R=10)
2) ¿Tendría sentido recircular en este
sistema? ¿por qué?

20. A 50 lbmol/hr
B 50 lbmol/hr
v1
v2
Sistema a evaluar
CA0
υ0
XA0=0
CA1
υ1
X1 CA2
X2
CAF
υR
CAR
Respuestas: X1=0,231 X2= 0,2427 X3= 0,2542

21. Se tiene un reactor flujo pistón con reciclo, para tratar un caudal volumétrico de
1000 lts/hr y con unas concentraciones iniciales de CA0= 1mol/lt, CBO=0,1 ml/lt en
donde se lleva a cabo la reacción : A+ B → 2B k=0,01 min-1
Calcule:
1. La condiciones de operación que minimizan el volumen de reactor (reciclo óptimo,
volumen de reactor) para obtener CBf= 0,9 mol/lts.
2. Volumen del reactor flujo en pistón para obtener CBf= 0,9 mol/lts
3. Volumen del reactor mezcla completa para obtener CBf= 0,9 mol/lts
4. Compare y comente los resultados
Respuestas: 1) R optimo= 0,48 V= 4800 L 2) V=5765 L 3) 7404L

22. Calcule las condiciones de operación que hacen mínimo el volumen del reactor con
reciclo necesario para alcanzar CR = 0.9 mol/litro, para la reacción . La alimentación
contiene 99 % de A y 1 % de R. El valor de k es 1 litro/(mol)(min).
Compare el volumen mínimo con el correspondiente al de flujo pistón y al de flujo en
mezcla completa