Criteri Meccanismo Reattori

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Andrea Landella POLITECNICO DI MILANO 1 Criteri di Scelta di Reattori per Meccanismi in Serie e Parallelo Si ha una reazione a partire dal reagente A, volendo ottenere il prodotto B e limitare lo scarto, co-prodotto C. Vi sono due principali meccanismi per i quali tale reazione può prendere parte: A → B → C Reazioni in Serie A → B; A → C Reazioni in Parallelo Sulla base di questi due meccanismi, si definiscono dei parametri caratteristici per conoscere le proprietà ot- timali dei reattori ospitanti la reazione. Prima è la conversione del reagente A 01A A A C C =− Seconda è la resa del prodotto desiderato B 0 0 BB A CC C −= , e per ultima, la selettività istantanea del prodotto desiderato B , , fB fC I R R = . Le reazioni possono avvenire in un reattore PFR o CSTR. Le condizioni di reazione sono ideali, quindi l’am- biente di reazione è considerato isotropo, omogeneo, isotermo, con perdite di carico trascurabili e conside- rando miscele ideali. Le reazioni hanno variazione di numero di moli totali δ = 0, quindi la portata volume- trica Q è costante. Le equazioni di bilancio di materia (BM) per tutte le quattro possibili correlazioni fra rea- zioni e reattori, per la specie A, sono BM Serie per A BM Parallelo per A PFR 1 A A dCQ k CdV =− 12( )A A dCQk V kCd = − + CSTR 0 1 0A AAC Q C Q k C V− − = 12 0 ( ) 0AAAC Q C Q k k C V− − + = Questi si possono ridurre nelle seguenti espressioni, dove K è il parametro di reazione con, K = k1 nel caso di meccanismo in serie e K = k1 + k2 nel caso di meccanismo parallelo BM Generale per A PFR A A dCQ KCdV =− CSTR 0 0A AAC Q C Q KC V− − = Andrea Landella POLITECNICO DI MILANO 2 La conversione e rispettivamente la concentrazione di A e B si ottengono sostituendo le definizioni sopra ri- portate ed integrando/risolvendo i bilanci. τ =…