Des hidrogenacin del etil benceno

Modelando para un CSTRDimensionamientoSe debe especificar por lo menos una de las siguientes medidas: volumen, dimetro o altura (altura se especifica en tanque horizontales).Notas Si se especifica el volumen cilndrico del tanque entonces por defecto la relacin Longitud / Dimetro del reactor CSTR es 3:2. La altura del lquido en un tanque cilndrico vertical varia linealmente con el volumen del lquido. La relacin entre la altura y el volumen del lquido no es lineal en tanques horizontales cilndricos y esfricos.

Ejercicio: se llevar a cabo la reaccin en fase vapor siguiente en un reactor CSTR adiabtico.C6 H5 C2 H5 C6 H5 CH = CH2 + H2

Las unidades para la ley de velocidad (Rate Units) son gmole/L-s).

El reactor es un tanque cilndrico vertical de volumen del reactor es de 5 m3 . No tiene prdidas de calor.No hay cada de presin.El nivel de lquido en el tanque es del 50%.CorrienteAlimentacin

Temperatura800C

Presin506.6 atm

Flujo molar10 Kmol/h

Fraccin msica E-Benzene1

Solucion

MODELANDO PARA UN PFRDimensionamientoPara dimensionar un PFR se deben especificar dos de los siguientes parmetros: Volumen Total, Longitud y dimetro. El tercer valor se calcula a partir de los dos especificados.Especifique el nmero total de tubos en el PFR.En el campo Wall Thickness especificar el espesor del tubo.Especifique la fraccin de espacio vaci (Void fraction) en el PFR. Si esta fraccin es menor a 1 se requiere especificar los datos del catalizador . El espacio vaci del reactor es calculado a partir del volumen y de la fraccin de espacio vaco.Notas: Si no se especifica una corriente de energa la operacin se considera adiabtica. - Si selecciona el boton Ergun Equation para un PFR sin catalizador slido, Hysys fija la cada de presin en cero. - Active el checkbox Single Phase cuando la reaccin se lleva a cabo en una sola fase. Si esta opcin esta inactiva Hysys considera que la reaccin se lleva a cabo en fase vapor-lquido.

Simulacin de un PFR AdiabticoEl Estireno es un monmero usado en la produccin de diferentes plsticos. El estireno se produce a partir de la deshidrogenacin de etilbenceno:C6 H5 C2 H5 C6 H5 CH = CH2 + H2En este reactor no consideraremos el hecho de que la reaccin anterior es una reaccin de equilibrio y se modelar este sistema usando la expresin de Cintica de Velocidad (Kinetic Rate):

Notar que la velocidad de reaccin tiene unidades y que el trmino de la concentracin es presin parcial con unidades de kPa.C6 H5 C2 H5 C6 H5 CH = CH2 + H2

1. Iniciar HYSYS2. Crear la lista de componentes

3. Crear el Fluid Package, use el paquete termodinmico Peng-Robinson.

4. En la etiqueta Reactions del Simulation Basis Manager,

Presionar el botn Add Rxn para insertar la reaccin de deshidrogenacin.

Aparece la siguiente ventana con el visor de reacciones en la cual seleccionamos Kinetic.

7. Abrir la etiqueta Stoichiometry y en la matriz Stoichiometry and Rate Info, seleccionar la columna Component. Ingresar en esta columna los componentes que intervienen en la reaccin, automticamente aparece la columna Mole Wt.Luego colocar los valores de los coeficientes estequiomtricos en la columna Stoich Coeff, considerando valores negativos para los reactantes y positivos para los productos.

8. Ir a la etiqueta Basis y establecer:

Las unidades de la presin (Basis Units) son kPa Basis como Partial Pressure El Base Component es el E-BenzeneReaccin en fase vapor.Las unidades para la ley de velocidad (Rate Units) son gmole/L-s).

Todo lo anterior se conoce a partir de la ley de velocidad.

9. En la etiqueta Parameters adicionar el factor pre-exponencial A (sin unidades) y la energa de activacin E con unidades de cal/mol (la cual es transformada a kJ/Kmol despus de ingresarla). Dejar la celda Beta en blanco o colocar cero. Notar que no se ingresa signo negativo en el factor pre-exponencial.

10. Cerrar el visor de propiedades.11. Crear un set de reacciones para este caso (Add Set).

HYSYS provee el nombre Set 1 y abre la vista de la propiedad Reaction Set.

14. Para adjuntar el Reaction Set al Fluid Package (modelo termodinmico de Peng Robinson), resaltar a Set 1 en Reaction Sets y presiona el botn Add to FP. Cundo un Reaction Set determinado est adjuntado a un Paquete de Fluido, se vuelve disponible para las unidades de operacin dentro del Flowsheet usando el Fluid Package particular.

17. Ahora ingrese a la ventana de simulacin presionando el botn Enter Simulation Environment.18. Colocar el reactor PFR. Hay dos formas:

- Flowsheet (F12) / Add Operation/ Plug Flow Reactor

De la palate de Objetos

19. Especificar la corriente de Entrada: Etilbenceno puro a razn de 152.2 gmol/s y a las condiciones de 880 K y 1.378 bar.

La barra inferior (roja) indica los siguientes errores Requires a Set Reaction

20. A continuacin adicionar el set 1 de reacciones haciendo clic en la etiqueta Reactions .

Y la barra inferior nos indica Unknown Dimensions

21. Ir a la etiqueta Rating y especificar el volumen, en este caso el volumen es 0.77 m3 y la Longitud 3.00 m