REACTORES DE LECHO FIJO Caída de Presión y ley de velocidad ;Siempre que consideremos los efectos de la caída depresión tendremos que usar la forma diferencial delbalance de moles ( ecuación de diseño).Se va efectuar la reacción de isomerización de

segundoorden;A→BEn un reactor de lecho empacado , la forma diferencial de laecuación del balance de moles en términos del peso delcatalizador es :

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Flujo a través de un lecho empacado Ecuación de ERGUN;  

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El reactor se opera en estado estacionario .La ecuación de continuidad ,

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Simplificando:

Donde ,

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El peso del catalizador hasta una distancia z a lo largo

del reactor es :

(peso del catalizador) = (volumen de los sólidos) * (densidad de catalizador sólido)

Donde es el área de la sección transversal.

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Operación isotérmica ,

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Reacción con caída de presión La reacción isotérmica de segundo orden , A→B

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Cálculo de X en un reactor con caída de presión En 1997 se produjeron aproximadamente 700 millonesde libras de oxido de etileno en Estados Unidos. El

preciode venta en 1997 fue de $ 0,58 dólares la libra . Lo querepresentaba un valor comercial de $ 4000 millones dedólares. Mas de 60% del oxido de etileno producido seuso para hacer etilenglicol. Los principales usos finalesde oxido de etileno son anticongelantes 30 %, poliéster30%, tenso activos 10 % y disolventes 5 %. Queremoscalcular el peso del catalizador necesario para alcanzaruna conversión de 60 % cuando se produce oxido deetileno por oxidación catalítica en fase de vapor de

etilenocon aire.

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El etileno y el oxigeno se alimentan en proporciones estequiometrias a un reactor de lecho empacado que opera

isotérmicamente a 260 º C. El etileno se alimenta a razón de o.30 lbmol/sy una presión de 10 atm. Se propone usar 10 bancos de tubos de cedula

40 1 ½pulg de diámetro empacados con catalizador , con 100 tubos en cada

banco.

Por consiguiente la velocidad de flujo molar a cada tubo será de 3* 10 ^-4 lbmol /s.

Las propiedades de fondoque reacciona se consideraran idénticas a las de

aire a esta temperatura y presión.

La densidad de las partículas de catalizador de ¼ pulg es de 120 lb/ ft^3 y la

fracción de huecosde lecho es de 0,45.

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Solución:

Balance de moles diferencial :

Ley de velocidad:

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Parámetros por tubo (es decir, dividiendo lasvelocidades de alimentación en 100)Etileno :Oxigeno:

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Para una conversión de 60 %,

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Sustituyendo en la ecuación tenemos:

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Si hubiéramos hecho caso omiso de la caída de presión ,el resultado habría sido:

Y no habríamos tenido suficiente catalizador paraalcanzar con la conversión deseada. Si Sustituimos estepeso del catalizador, ( es decir, 35.300 lb en total) en laexpresión obtendremos una conversión de solo el 53%.

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