UNIVERSIDAD NACIONAL JOS FAUSTINO SNCHEZ CARRINFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALRGICAESCUELA ACADMICA PROFESIONAL INGENIERA QUMICA

SIMILACION Y OPTIMIZACION DE PROCESOS ANALISIS Y SIMULACION DE UNA BATERIA DE REACTORES CSTR CON CINETICA DE 1 Y 2 ORDEN

ALUMNO:FERNANDEZ GONZALES EDWIN ELADIO

PROFESOR:JOSE MANUEL JIMENEZ ESCOBEDO

HUACHO PER2015ENUNCIADO DEL PROBLEMAEn una batera de 3 reactores CSTR en serie, trabajan isotrmicamente, llevndose a cabo la reaccin siguiente:

Los volmenes en cada reactor se mantienen constantes y las dems condiciones de las corrientes segn lo indica el siguiente grfico:

Se pide hallar lo siguiente:a) El modelado matemtico del proceso, considerando rgimen permanente en cada reactor.b) Evaluar como varia la concentracin de CA en funcin de la alimentacin de entrada F0=10, 30, 50, de igual manera la concentracin del producto CP.c) Para los tems anteriores considere 1 y 2 orden.

CASO N 1 CINETICA DE 1 ORDENMODELADO MATEMTICOEl modelado matemtico se realizara partiendo de la ecuacin de la ley fundamental de la conservacin de la materia:

Primer Reactor:

Segundo Reactor:

Tercer Reactor:

SIMULACIN DEL MODELO MATEMTICOLa simulacin del Modelo se realizara utilizando el software Microsoft Excel, en el cual se resolver el modelo, utilizando el Mtodo de Gauss Jordn, debido a que el modelo matemtico obtenido es lineal.

Para la simulacin se utilizaran los siguientes Datos:Tabla N 1: Tabla de Datos para la SimulacinDATOSVALORUNIDAD

F010L/min

FR11L/min

FR22L/min

FR32L/min

Fs10L/min

k0.1min-1

CA01mol/L

V1100L

V250L

V350L

RESULTADOS:Tabla N 2: Resultados obtenidos de la SimulacinCASO N1 - ORDEN 1

N ReactorCACP

10.487326250.51267375

20.323793950.67620605

30.233851190.76614881

Variacin de CA y CP en funcin del flujo F0 para cada Reactor:

Tabla N 3: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N1REACTOR N1

F0CACP

100.487326250.51267375

300.745200540.25479946

500.830974060.16902594

Tabla N 4: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N2REACTOR N2

F0CACP

100.323793950.67620605

300.637043710.36295629

500.754457110.24554289

Tabla N 5: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N3REACTOR N3

F0CACP

100.233851190.76614881

300.553222170.44677783

500.689417710.31058229

Grficos Obtenidos de la Evaluacin de las concentraciones en funcin de F0:

CASO N 2 CINETICA DE 2 ORDENMODELADO MATEMTICOAl igual que en el caso anterior, el modelado matemtico se realizara partiendo de la ecuacin de la ley fundamental de la conservacin de la materia:

Primer Reactor:

Segundo Reactor:

Tercer Reactor:

SIMULACIN DEL MODELO MATEMTICOLa simulacin del Modelo se realizara utilizando el software Microsoft Excel, en el cual se resolver el modelo, utilizando el Mtodo de NR-Multivariable, debido a que el modelo matemtico obtenido es no lineal.

Para la simulacin se utilizaran los datos anteriores de la Tabla N1, y para las iteraciones se tomaran como valores iniciales a los resultados obtenidos en el primer caso.

RESULTADOS:Tabla N 6: Resultados obtenidos de la Simulacin de 2 ordenCASO N2 - ORDEN 2

N ReactorCACP

10.60955150.3904485

20.488646110.51135389

30.420604020.57939598

Variacin de CA y CP en funcin del flujo F0 para cada Reactor:Tabla N 7: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N1 2OrdenREACTOR N1

F0CACP

100.6095515 0.3904485

300.788091340.21190866

500.852395190.14760481

Tabla N 8: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N2 2Orden REACTOR N2

F0CACP

100.488646110.51135389

300.704104250.29589575

500.789302360.21069764

Tabla N 9: Variacin de las concentraciones en funcin de F0 para el Rx N3 2OrdenREACTOR N3

F0CACP

100.420604020.57939598

300.641711310.35828869

500.737930520.26206948