Impianti chimici - parte 5

La distribuzione dei prodotti e la selettività nel reattore

Quando si tratta di reattori non omogenei, è possibile calcolare la distribuzione dei prodotti e la selettività attraverso l'integrazione dell'espressione di reazione. Per ottenere una misura precisa della selettività locale, è necessario integrare l'integrale dei prodotti rispetto alle concentrazioni locali. Questo risultato può essere risolto tramite l'uso di equazioni differenziali.

Nel caso di reattori PFR (Plug Flow Reactor) e batch, la selettività locale coincide con l'integrale dei prodotti. Tuttavia, nel caso di reattori CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor), la selettività dipende dalla distribuzione delle concentrazioni locali. Quindi, la selettività nel reattore può essere diversa a seconda del tipo di reattore utilizzato.

a o( )considero ordineentrambe delle pniuuoreali . funzioneRdidi produz poiR dellaall' quandoinizio aumenta mainon hoture ecurva →: =, .ra scendereprevale iniziaquando aPrendo faccio /economichevalutazioni ↑ Batchil quindila PFRèlepoicurva con eMae Mat IN:questomeglioè lacostruisco selettività locale→ Vella Rèrr netta dirari= - l'ra èperché c'rs unica che èreali= .ti di Dlara discomparsaavvero va-=formulazione contributisingolidiSna permettela iscomporrePer selettivitàla integrale farecontinuareposso a vitaDove " stilettialtreselettivitàdi ancheR[ ilc' avvienedidi quindi1 nelleMaxè Maxmal e 2 ,.diversocalcolati modoin / /% /l' Gliall' costantelo unici integrati undarà capitanoM3 mai sono ✗esamenones . , ,farehoAll' ho Integrati daCSTR Così glinonesameNessun particolarecaso : Crilinpuò (particolari ↓ il farequindi rapporto

Perché non certe la casi ho che 1 non meno a e nulla entrambi gli ordini di reali siano non on. Sì 5ms Sig Iris Quindi Batch ≠ selettività coincidono locale ≠ integrale PER mai IN non o i e, Teffetto di fatte Valgono stesse parallelo considerazioni le reali per In. riferisco T pensando reattore un'isoterma unica reattore il è che admi areattore Per diversa termo zone NON un Iso a- T ↑ le devo Eroi la possibile Era tenere voi ho bassa male quindi più ma < va parallelo le ho In reali 3. Si Eau interessa effetto diverse ho T Emi3 e ai: E TEars conviene aumentare Ears → ☐ } selettività la Ea T migliora rispetto di ☐ abbasso entrambe così 2 a 3 < e →, T la selettività tllltlivita rispetto ha T è rispetto lavogliose dimezzo e Maxain mar ☐ un → 2a 3ae NY Questi tra render sono massima ragiona per REATTORI ISOTERMI: REAZIONI MULTIPLE ESERCIZIO. 5 - TESTO Si consideri lo schema di reazione: con R prodotto desiderato e r, r e r reazione del primo

ordine rispetto al reagente. Si consideri1 2 3inizialmente una temperatura (omogenea) di 37°C e pressione atmosferica.

Si scrivano i bilanci di materia per reagente e prodotti;

• t tsi ricavino le funzioni C = f( ) ad assegnato valore di temperatura - grafico C contro
• i icostruito per punti;
• si costruisca una tabella per la ricerca del massimo in C ;
• Rtcostruire per punti il grafico C = f( ).
• RInfine, si immagini di voler "ottimizzare" anche la temperatura del reattore oltre al tempo dipermanenza. tSi individuino le condizioni operative ( e T) per ottenere la massima concentrazione di R
• nella corrente uscente di un CSTR.

Per la risoluzione del problema si costruisca un foglio di calcolo elettronico.

Dati e Ipotesi:

Û 5W ' 5W ' 5W! = 1.07 3 10 ℎ ; ! = 1.20 3 10 ℎ ; ! = 1.10 3 10 ℎ ;

W Y Ã23 = 35'000 7/9:;; 23 = 50'000 7/9:;; 23 = 30'000 7/9:;;

W Y Ã̇= = 1'000 L/h di soluzione

acquosa; C = 10 mol/L; C = C = C = 0 mol/LA0 R0 S0 T0

REATTORI ISOTERMI: REAZIONI MULTIPLE

ESERCIZIO.5 - TESTO

Diagramma concentrazioni vs > (a T assegnata):

1.0

0.8 reagente A

0.6 prodotto R/CiC

prodotto S

prodotto T

0.4 tau impostato

0.2

0.0

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0t (h)

REATTORI ISOTERMI: REAZIONI MULTIPLE

ESERCIZIO.5 - TESTO

Diagramma concentrazioni vs (a > assegnata):

1.0

0.8 reagente A

0 0.6/C prodotto R