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ESERCIZIO 1

ωCH4=0.60

ωH2=0.20

ωCO=0.20

ωH2O=0.20

T [°C]: T [°F]: 32 = 260 °C

P [atm]= 22.96 atm

Q = 283.17

1) &ṁu;CH4 [kg/h]

&ṁu;CH4 = ωCH4 · &ṁu;mix

= ωCH4 · PMmix · &ṅu;mix

&ṁu;mix = β · P V̇m/RT

PMmix = 7.023

[...]= 0.538 kg/h

ESERCIZIO 2

PMA=192 kg/kmol

mix= 10.5 L/min

wA= 0.612

ρ̇mix=102.0 kg/m3

1) &ṅu;v [kmol/min]

ṁAPMA ρm·= ωA

168 PLB O 0.6557

ESERCIZIO 3

mmix = 100 lb/h

xCH4 = 0.02

xH2 = 0.38

xCO = 0.50

xCO2 = 0.10

1) V̇mix [ft3/s]

mix =

1) ṅHZ [kmol/h]

XHZ = XH₂ + Xmix = XH₂

Pvmix = 0.38 ⋅ 19.73 atm ⋅ 5569.6 J/mol

R ⋅ T 0.0821 ⋅ 583.2

= 88.66 kmol/h ⋅ 1 kmol

103 mol

2.466 kmol/s

2) WHZ

WHZ = ṁHZ = Pvmix

mixmix 100.26 ⋅ 0.6537 kg ⋅ 1

mix ⋅ 3500 s

4.95 x 10-6

0.039

Esercizio 4

Xn-ex = 0.6 Xn-ep = 0.6

mmix = 3600 kg/h

1) Ci ρi ρmix

La sol ideale => ci = xi

ρiρmix ⋅ Vi ⋅ = ρi ⋅ xi ⋅ V

Vmix ⋅ Vi

ρmix = ∑ρimix = 0.674 kg/dm3

2) Ci Cmix

ci = ṅi; ṁi = ρi ⋅ mi

Vmix mi

Cn-ex = 3.058⋅10-3 kmol/dm3

mix kg

Cn-ep = 0.096⋅10-3 kmol/dm3

Cmix = ∑ki Ci = 7.55 kmol/m3

3) Wi xi

wi = ṁi = ρi

mix ⋅ ṁmix = ρi

nmix | ci ⋅ ṁmix

xi = ṅi = Σcimix

Wn-ex = 0.3914

Wn-ep = 0.6089

Xn-ex = 0.6275

Xn-ep = 0.5796

4) ṅmix Vmix

mix = ṁmixmix = 36.09 kmol/h

ρmix ∑ρi/Pi

Vmix = ṁmix = 5.065 m3/h

ρmix

ṅmix e BILANCIO SUL MIX

In ṅin + ṅin = ṅin

H2O ṅH2O + ṅH2O = ṅH2O

CO ṅCO + ṅCO = ṅCO

CH3OH

MIX ṅ̂emixȳm = ṅ̂mixȳm

BILANCI SULl'INTERO PROCESSO

| 1 | 2 | 3

CH4 in ṅe ̂1mix ȳCH4̂1 = n2mixȳCH4₂

H2 n2mixȳH2₂ = n3mixȳH23

CO n2mixȳCO₂ - ṅrCO = n3mixȳCO₃

CH3OH ṅ3mixȳCH3OH₃ = ṅ̂CH3OH

MLX ṅemix - ṅRDet promoter D̆ mix̂ + ṅR̂mix - ṅmix = Ø

rR = n3mix ṅ̂R = ṅ3mix ȳch₄ȳcó - ṅ3mixȳcó

2 ṅ̂R = ṅ2mixȳcool - n̆émieKn3mixȳcó

ṅmoinix = n̆émieȳCH3OH3 = n3mixȳC3

composta al picciolo é la stessa della corrente 3

n3mix = n1mix - ṅmix = 32.8 kmol/h

In

H2 n2mixȳH2₂ - n3mixȳH23 - ṅe̊3mixȳH22

CO y2CH4 = 0.0069

y3H2 = 0.7983

yCO = 0.1708

svelto la fraz ondasse del CHiLs imegens

ṅmixȳCH4n + ṅ̂mixȳCH4 - ṅ̂mixȳCH4

= n1mixȳCH4n - n̆emieṡremainu̇ hinxumu̇rîumeiȳ̆himeu̇

ṅmixȳch4 = n̆emieṡremainu̇ŸlCH4-Chi̇hliŭɨrik

_______

ṅA ˧mix = 28.11 kmol/h

SESSIO8

ṅ̂mix=650 kmol/h

y0= 0.005

O2 + + 4H2 = CH3OH + H2O

∆Hm.i = 0

∆HC2H4,HR2 = (Cp ∙ dT) = 58.29751 kJ/mol

∆HC6H6,HR2 = (Cp ∙ dT) = 63.57335 kJ/mol

∆HC8H12,HR2 = (Cp ∙ dT) = 1.65685 kJ/mol

P = 2200 ???

METODO HOF

∆HC2H4 = -1638.51 kJ/mol

∆HC6H6 = 20.07095 kJ/mol

∆HC8H12 = 31.27695 kJ/mol

∆HH2 = 1.65685 kJ/mol

Q = 322.668 kJ/mol

Esercizio III

25°C, 5 atm

Vmix = 3,1 m3/h

yCO = 0.33

yH2 = 0.67

CO + 2H2 → CH3OH

T = 127°C P = 5 atm

1) VCO

mix = 𝑬mix

BILANCIO REATTORE

CO ṅmix)yCO = ṅCO

H2

CH3OH

MIX = (ṅmix = 0)

RELAZIONI STECHIOMETRICHE

CH3OH = rCO

BILANCIO ENERGIA / PORTATA TERMICA

= 1.05 ṅmix

P.F. 25°C 1 atm (s) per tutte le spec.

2) Q̇

METODO: HOF    RIF: 25°C, 1 atm (c)    STP

Q̇ = ṅ vw ∑ yiwΔĤiu + ṅvu∑ yiuΔĤic - ṅve∑ yieΔĤic

ΔĤm,1cm = ΔĤv.beu,1 + ∫2580,10 Cp dt + PM/ρ

Q̇ (0,2155 - 1 atm) = 52.635 kJ/mol

ΔĤm,1cm =

ΔĤbeu,1 = 46.704 kJ/mol

ΔĤbeu,2 = 9.683 kJ/mol

Q̇ = 0.111 kJ/s    (Quoto = 0.55 kJ/s)

Essendo un'assenza di C.C., potevo scegliere arbitrariamente lo stato di riferimento

Esercizio 16

Reattore Water-Gas Shift: reattore continuo isoterma

  • CO2 = 100 mol/h
  • H2O = 150 mol/h
  • CO2 = 45 mol/h
  • @ 350°C   1 atm

Xco = 0.80    Q = 1.2 kW   t.c. 1s01

1) TUT, utilizzo solo primo termine (a) del cs

Bilancio Reattore

  • c - ṅce = ṅco = Ø
  • H2O - ṅH2 = ṅH2 = Ø
  • N2 - ṅ2 = Ø
  • O2 - ṅ2 = Ø

Relazioni Stechiometriche & Conversione

  • co-ṅco = ṅco-ṅco2
  • Xco = 80 mol/h
  • co = 80 mol/h
  • CO2 = 20 mol/h = 5.55 • 10-2 mol/s
  • H2O - ṅH2 = 0.0364 mol/s
  • H2 = 80 mol/h = 6.672 mol/s

2)

BLU MISCELATORE

\(\dot{n}_{in}^{\alpha} + \dot{n}_{in}^{\beta} + \dot{n}_{in}^{\gamma} =\varnothing\)

\(\dot{n}_{in} = \dot{n}_{in}^{\alpha} + \dot{n}_{in}^{\beta} + \dot{n}_{in}^{\gamma}\)

\(y_{in} = \frac{\dot{n}_{mix} y_{in} + \dot{n}_{mix} y_{in}}{\dot{n}_{mix}}\)

\(\dot{n}_N\theta{2} = 0.15 = \frac{\dot{n}_{N2}}{\dot{n}_{mix}} \Rightarrow \dot{n}_{N2} = \dot{n}_{N2} = \frac{108.333 \text{ mol/s}}{0.15}\)

BLU MISCELATORE

\(\dot{n}_N\theta{2} = \dot{n}_N\theta{2}\)

\(\dot{n}_{mix} = \dot{n}_{N2} = \dot{n}_{mix} y_{N2} = 386.9 \text{ mol/s}\)

\(y_{N2} = \frac{\dot{n}_{N2}}{\dot{n}_{mix}} = 0.236\)

\(\dot{n}_{mix} = \dot{n}_{mix} + \dot{n}_{B}^{\alpha} = 956.58 \text{ mol/s}\)

\(y_{O} = \frac{\dot{n}_{in}}{\dot{n}_{mix}} = \frac{\dot{n}_{mix} + \dot{n}_{mix} \beta_{in}}{\dot{n}_{mix}} = \frac{\dot{n}_{mix} y_{in}^{\gamma}}{\dot{n}_{mix}} = \frac{\dot{n}_{mix}^{\delta}}{\dot{n}_{mix}}\)

= 0.075

8)

RI = 5.5.5

A) \(\Delta H^o\)

\(\Delta H^o_m = \sum_{1}^{l=1} \Delta H_{cH_m}^{l=1} \sum_{1}^{l=1} \Delta H_{f}^{o} \frac{\Delta H_{o}^{m}=2(-66.29 \text{ KJ/moe})}{\omega}\)

ESERCIZIO 23

\(\dot{n}_{mix} = 200 \text{ mol/s}\)

LIQUINO

\(y_{\gamma =ep} = 0.50\)

\(y_{\gamma -ex} = 0.60\)

T=100°C, P = 7atm

1\) \(\dot{n}_{y}^{\gamma}\)

\(\dot{n}_{mix} y_{\gamma}^{ep} = \dot{n}_{mix}^{V} y_{\gamma -ex} = \dot{n}_{mix}^{V} y_{\gamma -ex} = \dot{n}_{mix}^{ep} y_{\gamma -ex} + \dot{n}_{mix}^{ep} y_{\gamma -ep} = \dot{n}_{v}^{ep} y_{\gamma -ep} = \dot{n}_{mix}^{\gamma}\)

\(\dot{n}_{mix} = 256.64-1.55 \dot{n}_{mix}^{v}\)

\(\dot{n}_{mix} = 163.98 - 0.60 \dot{n}_{mix} = 101 \dot{n}_{mix}\)

Dettagli
Publisher
A.A. 2020-2021
34 pagine
46 download
SSD Ingegneria industriale e dell'informazione ING-IND/24 Principi di ingegneria chimica

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher sarafax1999 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fondamenti dell'ingegneria di processo t e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Padova o del prof Strumendo Matteo.