13

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13) La reacción irreversible en fase liquida A +B

 C se efectúa

isotérmicamente en un reactor en flujo continuo. Las concentraciones de los reactantes son en 1 mol/dm 3 antes de meclase! la corriente de alimentación de cada es"ecie es de # dm 3/min $ loa tem"eratura en la entrada es de %& 'C. (e conoce que la velocidad de reacción es"ec)fica es de &.&* dm 3/mol min si la ener)a de activación es de ,&-/mol. a (i se se tien tiene e un reac reacto torr C(0 C(0 de de %#& %#& dm dm3 que "uede "uede o"erar entre 1& $ #& #& C' $ un 20 de *#& dm3 que o"era a solo %& ' C! cual utiliar)a b (i se se tien tiene e un reacto reactorr "or "or lotes lotes de 3&& 3&& dm3! cuanto tiem"o tardar)a en lorarse una conversión del &4 si la reacción se da a #& ' C

A+B

a1)

V CSTR

= 250dm

C

3

 T= 10-50 °C

( − r  A ) =  KC  Ao (1 − x ) 2

V 

=

 F 

 x

− r  A  x =

250dm 5

dm 3

3

   0.07 dm 1(1 −  x ) mol . min   3

min

 x =

 x  x

V   F 

( − r  A )

 x =3.5(1- )2

=1.69

1

 x

 2

=0.59

2

a2) PFR=750  T=20 °C

dm 3

2

        x =

V  QC  Ao

( KC 

 Ao

2

(1 − x )

2

)  x =

V  QC  Ao

( − r  A )

V   F  A V   F  A

x

= ∫  0

=

dx A

− r  A

x

∫   KC 

VKC  Ao

 Ao

2

0

(1 − x )

2

dx A

x

= ∫ 

(1 −  x )

2

2

 1 1  = −  1 −  x 2 1 −  x1 

2

 1  = − 0 1 −  x 2 

 F  A

VKC  Ao

2

0

 F  A

VKC  Ao

dx A

 F  A

( 750)( 0.07)( 1)

2

5

 1  = − 0 1 −  x 2 

(1 −  x )( 750 )( 00.07 )(1) = (1)( 5)

(1 − x ) =

(1) (5) ( 750)( 00.07 )(1)

(1 −  x ) = 0.095  x = 1 − 0.095  x = 0.905

Rpta: En este caso es meo! e" PFR #a $%e t&ene %na ma#o! con'e!s&n e 0.905

b) T=20 °C Ea=*0+,mo"

+ 1(20°C)=0.07

dm 3

mo".m&n

+ 2(50°C)=  K 2

=1./*

t  =  N  A0

t  =

t  =

dx

x

∫   KC 

 Ao

(1 − x ) V 

x

dx

2

0

C  AoV  2

 KC  Ao V  1

 KC  Ao

∫  ( 0

0

−  x )

2

dx

x

∫  (

1

2

1

− x)

2

0.9

 1  − t  = 0 (1.48)(1) 1 − x  0 1

t  =

  1      (1.48)(1)  1 − 0.9   1

t  = 6.76 min