Modelli di Reattori Chimici - Prova scritta del 9/2/2011 Nome e Cognome:___________________ Matricola:___________

Modelli di Reattori Chimici - Prova scritta del 9/2/2011

Nome e Cognome:___________________ Matricola:___________

NOTA BENE: nella traccia, n è l’ultima cifra non nulla del numero di matricola del candidato.

1) Il sistema illustrato è costituito da tre reattori con flusso a pistone (PFR).

Il sistema è alimentato con una portata volumetrica di 2000 lt/min mentre i volumi di ciascun reattore sono rispettivamente di V

=80 l, V

=50 l e V

=120 l.

Nell’ipotesi che il sistema sia ottimizzato calcolare le portate nei tre reattori Q

, Q

e Q

. Una volta calcolate le singole portate volumetriche, assumendo che in ciascuno dei reattori avvenga una reazione del primo ordine e che il sistema sia alimentato con A puro con una concentrazione di n×10

mol/l

, 2 min

A  → B k =

a) calcolare la concentrazione in uscita dal sistema; (5) b) calcolare la concentrazione in uscita dal sistema qualora la distribuzione della portata non fosse ottimizzata bensì uguale per tutti i reattori. (5)

2) Si consideri la seguente reazione:

A 

→ B

2 1

2

-1 -1 -1

1 2

1

2 mol l min , 5 mol l r k C

k C

k k

− = +

= =

Si vuol portare la concentrazione C iniziale da 1.5 mol/l fino a 0.1×n mol/l;

a) calcolare il volume necessario per un CSTR; (4) b) calcolare il volume necessario per un PFR; (4) c) indicare fra le due la migliore soluzione reattoristica. (2)

3) Si considerino le seguenti reazioni competitive:

1

1 1 1

2

2 2 2

4

A

2

A R r k k

A S r k C k

→ = =

→ = =

a) Scrivere la selettività istantanea ϕ

di S rispetto ad A e diagrammarla

contro la concentrazione di A. (5)

b) Si supponga C

=n mentre le altre specie hanno concentrazione iniziale 0. Qual è la migliore soluzione reattoristica per ottenere una conversione

del 90%? (5)

V

V

V