Reattori in serie /parallelo - Esercizio 3 cap. 6 Levenspiel

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Reattori in serie /parallelo - Esercizio 3 cap. 6 Levenspiel

Una corrente liquida di reagente alla concentrazione di 4 mol/l attraversa un reattore CSTR e poi un reattore PFR, in serie. La concentrazione di A all’uscita del primo reattore è 1 mol/l. Si trovi la concentrazione all’uscita del secondo reattore sapendo che la reazione è del secondo ordine

rispetto ad A e che il secondo reattore ha volume triplo rispetto al primo.

2 0

0 2

A A

A A A

A

C C V

QC QC VkC k k

C Q

= + ⇒ − = = τ

Per una reazione del secondo ordine in un CSTR si ha:

Sappiamo che ^k ^{τ =} ^C ^A ⁰ ⁻ ^C ^A ¹ ⁼ ⁴ ⁻ ¹ ⁼ ³ e che

32 Sappiamo che 1 ⁰ 2 ¹ 1

4 1 3 1

A A

A

C C

k C

− −

τ = = = e che V ₂ = ³ V ₁ ⇒ Q τ = ₂ ³ Q τ ₁ ⇒ τ = τ ₂ ³ ₁

L’equazione di progetto del PFR per una reazione del secondo ordine è

( )

2 1 2 2

0 1 1

1 1 1 1

1 1 0 1

1 x

f A

A f f

A

dx x

C kC x kC x k x

   

τ = ∫ − =   − − + −   =    −   

da cui

( ) ² ¹

2 2

2 1

1 2

2 1

1 3 9

1 0

1 1 3 10

9 0.1 0.1 mol/l

10 f f

A A

A

k k

k k x x

k k

C C

C

τ τ

τ − + τ = ⇒ = = =

+ τ + τ

− = ⇒ = =

Reattori in serie /parallelo - Esercizio 3 cap. 6 Levenspiel

Reattori in serie /parallelo - Esercizio 3 cap. 6 Levenspiel

Una corrente liquida di reagente alla concentrazione di 4 mol/l attraversa un reattore CSTR e poi un reattore PFR, in serie. La concentrazione di A all’uscita del primo reattore è 1 mol/l. Si trovi la concentrazione all’uscita del secondo reattore sapendo che la reazione è del secondo ordine

rispetto ad A e che il secondo reattore ha volume triplo rispetto al primo.

2 0

0 2

A A

A A A

A

C C V

QC QC VkC k k

C Q

= + ⇒ − = = τ

Per una reazione del secondo ordine in un CSTR si ha:

Sappiamo che k τ = C A 0 − C A 1 = 4 − 1 = 3 e che

32

Sappiamo che 1 0 2 1 1

4 1 3 1

A A

A

C C

k C

− −

τ = = = e che V 2 = 3 V 1 ⇒ Q τ = 2 3 Q τ 1 ⇒ τ = τ 2 3 1

L’equazione di progetto del PFR per una reazione del secondo ordine è

( )

2 1 2 2

0 1 1

1 1 1 1

1 1 0 1

1

x

f A

A f f

A

dx x

C kC x kC x k x

   

τ = ∫ − =   − − + −   =    −   

da cui

( ) 2 1

2 2

2 1

1 2

2 1

1

3 9

1 0

1 1 3 10

9 0.1 0.1 mol/l

10

f f

A A

A A

A

k k

k k x x

k k

C C

C C

C

τ τ

τ − + τ = ⇒ = = =

+ τ + τ

− = ⇒ = =

Sappiamo che ^k ^{τ =} ^C ^A ⁰ ⁻ ^C ^A ¹ ⁼ ⁴ ⁻ ¹ ⁼ ³ e che

Sappiamo che 1 ⁰ 2 ¹ 1

τ = = = e che V ₂ = ³ V ₁ ⇒ Q τ = ₂ ³ Q τ ₁ ⇒ τ = τ ₂ ³ ₁

( ) ² ¹