A B   C Questa reazione avviene con una velocità

1) Si consideri la seguente reazione di equilibrio in fase liquida:

A B   C Questa reazione avviene con una velocità

 

3 1

1 _{A B} 2 _c 1

10

85

r k C C   k C k  m hr mol

k  hr

in un PFR avente una sezione trasversale pari di 1 m

ed alimentato con una portata volumetrica Q m

/hr.

La corrente in alimentazione contiene le sole specie chimiche A e B con C

1. mol

, C

50 mol

m m

 

.

-Calcolare la massima conversione di A (e/o B) possibile.

- Calcolare la lunghezza del PFR per avere una conversione di A (e/o B) pari al 50%.

Per i calcoli assumere la portata volumetrica pari alle ultime tre cifre del proprio numero di matricola. Esempio 197/000400 Q=400 m

/hr

VALE 6 PUNTI

2) Si consideri una generica reazione:

A  B

Questa reazione avviene con una velocità ^{r kC } in un reattore CSTR di volume V con una conversione del 50% in A. Il reattore è alimentato con una Portata volumetrica Q con una concentrazione di A pari a C

. Mantenendo fissata la tutte le grandezze (Volume, portata volumetrica e concentrazione in ingresso) quanto aumenta la conversione se:

a) Il reattore originario CSTR è sostituito da un rettore PFR con lo stesso volume V;

b) Il reattore originario CSTR è sostituito da un altro CSTR con volume pari a 3V quello del CSTR originario;

Mantenendo fissa la conversione finale di 0.5 il volume e la concentrazione in ingresso di A calcolare la variazione di produttività che si otterrebbe:

c) Il reattore originario CSTR fosse sostituito da un rettore PFR con lo stesso volume V;

d) Il reattore originario CSTR è sostituito da un rettore un altro CSTR con volume pari a 3V quello del CSTR originario;

Per i calcoli assumere che la costante cinetica e la concentrazione alimentata di A sia pari all’ultima cifra diversa da zero del proprio numero di matricola.

VALE 8 PUNTI

3) La generica reazione chimica: A  B è descritta da una velocità di reazione:

 

(

)

1

r C  kC  C

a) Supponendo di disporre di una corrente che contiene A con una concentrazione pari a

0

0.9 /

C

 mol lt volendo spingere la conversione fino all’40 % qual è la soluzione reattoristica migliore? Un volta determinata la migliore configurazione reattoristica determinare il volume del reattore o dei reattori assumendo che siano alimentati con una portata volumetrica ^Q .

b) Supponendo di disporre di una corrente che contiene A con una concentrazione pari a C

 2 mol lt / volendo spingere la conversione fino all’60 % qual è la soluzione reattoristica migliore? Un volta determinata la migliore configurazione reattoristica determinare il volume dei reattori assumendo che siano alimentati con una portata volumetrica ^Q .

Per i calcoli assumere la portata volumetria pari al proprio numero di matricola mentre la costante cinetica deve essere assunta pari ad 1/5 del proprio numero di matricola. Esempio 197/000400 k=400/5 hr

, Q=400 lt/hr

VALE 10 PUNTI

4) Il sistema illustrato in figura è costituito da un parallelo di tre rami indicati ciascuno con A, B e C. Su ogni ramo sono disposti due reattori in serie. Il primo reattore è un PFR mentre il secondo un CSTR. Il volume dei singoli reattori è espresso in litri ed il valore è riportato in figura. Calcolare in condizioni ottimali quale sono le portate volumetriche che devono attraversare i singoli rami (Q

, Q

, Q

).

La portata volumetrica Q alimenta al sistema deve essere considerata pari alle ultime tre cifre del proprio numero di matricola.

Esempio: numero di matricola 197/000400 Portata =400 lt min

VALE 6 PUNTI

FACOLTATIVO

5) Il L’impianto a cui siete addetti ha due reattori CSTR di uguali dimensioni (volume V) per produrre un determinato materiale, mediante una reazione omogenea del primo ordine. Detta Q la portata volumetrica e C

la concentrazione del reagente limitante alimentata come devono essere collegati i due reattori per ottenere la massima conversione?

VALE 3 PUNTI