reactor flujo piston en matlab - octave - craqueo termico
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Ejercicio propuesto para el 4º día del taller de modelado de reactores químicos con MATLAB - Octave UPMTRANSCRIPT
Computer-aided Chemical
Engineering
Curso de Introducción a Octave/Matlab
para Ingenieros Químicos
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Computer-aided solutions for Chemical Engineering
Sesión 3 – Reactor de flujo
pistón (RFP)
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Objetivos de la sesión
Resolución de problemas de RFP
• Problema 1 – Reacción en fase gas sobre catalizador de óxido de aluminio
• Problema 2 – Craqueo de acetona
• Problema 3 – Craqueo térmico de hidrocarburos
cacheme.orgProblema 1: Enunciado
Pista:Combinar BMs en RFP y ecuaciones cinéticas
cacheme.orgProblema 1: BM y Ec. Cinética
CA
CB
BA
BA
CCkr
CCkr
CCkr
CCkr
32
11
2
33
22
2
11
056604r
200210r
01302
32r
006454r
NONOHNOONHα
FEDCBAMatriz
4
3
2
1
22223ij
64666
222
111
414321
41
...
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...
...
r r r ,...,,
xFBA
FBA
FBA
x
x
FBA rdV
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dV
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Sistema de ecuaciones diferenciales
Entonces:
o
voV
V
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j
j
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R
1i
ijij αrr
BM en RFP Ec. Cinética
cacheme.orgProblema 1: Script y Solución
cacheme.orgProblema 1: Script y Solución
cacheme.orgProblema 2: Enunciado
A
AoAjjo
A
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A
α
nXΔCpCpn
α
nΔH
dX
dT
oA
AAojo
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XTRn
dX
dV
1
1
BM y ec. cinética
BE
cacheme.orgProblema 2: Script y Solución
cacheme.orgProblema 2: Script y Solución
Vreactor = 1,5 L
Treactor = 944 K
SOLUCIÓN:
cacheme.orgProblema 3: Enunciado
• Craqueo térmico del etano.
• Tubos horizontales en el interior de un horno de llama.
• Quemadores a ambos lados de los tubos.
• Se considera la variación de presión a lo largo del reactor.
• Sistema ODE, 8 compuestos, T y P
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El craqueo térmico del etano se realiza en tubos de gran longitud dispuestos
horizontalmente en el interior de un horno de llama con quemadores a ambos
lados de los tubos. Considere que para nuestro caso de estudio se disponen
de dos tubos que recorren el horno paralelamente. La longitud del tubo es de
100 m y el diámetro interno de 0.108 m. El alimento consiste en 68.68
kg/(m2∙s) de una mezcla gaseosa con un 98.2% molar de etano, 1% de
C2H4 y 0.8% de C3H6. La presión de entrada es de 2.93 bar y la temperatura
de entrada de 680ºC. El flujo de calor por unidad de área aportado al reactor
es de 80 kJ/(m2∙s).
a) Estudiar la evolución de la temperatura y de la concentración y el
rendimiento (expresados como kg de compuesto / 100 kg de etano) de
cada componente a lo largo del reactor.
b) Repetir el apartado anterior considerando ahora el efecto de la variación de
presión a lo largo del reactor. Suponer que la viscosidad del gas esconstante e igual a 10‐5 Pa∙s, y que el factor de fricción se puede calcular
como: f = 0.046Re-0.2 , donde Re es el nº de Reynolds.
Problema 3: Enunciado
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Problema 3: Enunciado
cacheme.orgProblema 3: BM, BE y BEM
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Problema 3: BM, BE y BEM
cacheme.orgProblema 3: Script y Solución
cacheme.orgProblema 3: Script y Solución
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