ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERIA TECNICA INDUSTRIAL Departamento de Ingeniería Química y del Medio Ambiente INDUSTRI INGENIERITZA TEKNIKORAKO UNIBERTSITATE - ESKOLA Ingenieritza Kimikoaren eta Ingurugiroaren Saila Problema 1 Una reacción en fase gas AB+C se lleva a cabo en un reactor con un volumen inicial de 10 L a temperatura (25 ºC) y presión constantes. La reacción es de segundo orden respecto al reactivo A, con un valor de constante cinética de k= 0.023 L mol-1s-1. a) Determinar el tiempo necesario para obtener el 75% de conversión de una alimentación inicial de 5 moles de A. b) La resolución gráfica de las ecuaciones de diseño de reactores químicos es un método alternativo a la obtención de soluciones analíticas o numéricas de dichas ecuaciones. ¿Cómo obtendrías en este caso la solución del problema de forma gráfica? ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERIA TECNICA INDUSTRIAL Departamento de Ingeniería Química y del Medio Ambiente INDUSTRI INGENIERITZA TEKNIKORAKO UNIBERTSITATE - ESKOLA Ingenieritza Kimikoaren eta Ingurugiroaren Saila Problema 2 Una reacción en fase gas entre etileno e hidrógeno para producir etano se lleva a cabo en un reactor de mezcla perfecta. La alimentación, conteniendo 40% de etileno, 40% de hidrógeno y 20% de especies inertes (porcentajes molares), se introduce en el reactor con un caudal molar de 1.5 mol min -1 y un caudal volumétrico de 2.5 L min-1. La reacción es de primer orden respecto al hidrógeno y al etileno. El valor de la constante cinética es de 0.25 L mol -1 min-1. Determinar el volumen de reactor necesario para obtener un producto que contenga un 60% (molar) de etano. Asumir que la presión y temperatura permanecen constantes durante la operación. ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERIA TECNICA INDUSTRIAL INDUSTRI INGENIERITZA TEKNIKORAKO UNIBERTSITATE - ESKOLA Departamento de Ingeniería Química y del Medio Ambiente Ingenieritza Kimikoaren eta Ingurugiroaren Saila Problema 3 La reacción en fase gas entre butadieno (A) y eteno (B) se lleva a cabo en un reactor de flujo pistón para producir ciclohexeno (C). La alimentación contiene cantidades equimoleculares de cada uno de los reactivos a 525ºC. La presión del sistema es 101 kPa. La entalpía de la reacción es –115 KJ mol-1, y la reacción es de primer orden respecto a cada reactivo. La constante de velocidad es k=32000 e-13850/T m3mol-1s-1. Asumiendo que la reacción se lleva a cabo a presión constante y en condiciones adiabáticas, determinar el tiempo espacial necesario para obtener una conversión del 25% de butadieno. Datos: CpA= 150 J mol-1K-1; CpB= 80 J mol-1K-1; CpC= 250 J mol-1K-1