Exercise 10 Text

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Dipartimento di Energia Politecnico di Milano Piazza Leonardo da Vinci 32 - 20133 MILANO Esercitazioni del corso “FONDAMENTI DI PROCESSI CHIMICI” Prof. Gianpiero Groppi ESERCITAZIONE 10 Reattore di esterificazione del butanolo I seguenti dati sono stati ottenuti in un reattore batch omogeneo per l’esterificazione di butanolo (B) e acido acetico (A): CH 3COOH + CH3CH2CH2CH2OH  CH3COOCH2CH2CH3 + H2O La sperimentazione è condotta a 100°C, a partire dalla seguenti quantità iniziali: A 0 = 0.2332 mol B 0 = 1.1600 mol La sperimentazione ha prodotto i risu ltati riportati nella tabella, provenient i da un reattore di volume pari a 120 cm 3. Si chiede di determinare i parametri dell’equazione cinetica di tipo power law in grado di descrivere i risultati sperimentali. Si consideri inoltre di voler cond urre la stessa reazione all’interno di un reattore in flusso: in particolare, si confrontano una tipologia CS TR e una PFR. Considerando una portata di 1 mol/h di acido acetico (PM = 60 g/mol, densità = 1050 kg/m 3) e di 5 mol/h di butanolo (PM = 74 g/mol, densità = 810 kg/m3) in ingresso al reattore ed assumendo che la mi scela sia ideale e che portata volumetrica totale (acido acetico e butanolo) ri manga costante, si chiede di stimare il volume richiesto da ciascun reattore nel caso in cui si voglia ottenere una conversione dell’acido acetico pari al 32%. Dati t [h] moli A convertite 0 0 1 0.01636 2 0.02732 3 0.03662 4 0.04525 5 0.05405 6 0.06086 7 0.06833 8 0.07398 2 Risoluzione Considerando che la velocità di reazione (r) ha un’espressione di tipo legge di potenza (power law), si scrive:  BA CCkr  Dal momento che la stechiometria di consumo è equimo lare, al termine della reazione vengono convertite 0.07398 mol moli di butanolo. La quantità di butanolo qu indi si…