Esercitazione 2 Testo

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ESERCITAZIONI DI CHIMICA INDUSTRIALE ESERCITAZIONE 2 – Reazione di water-gas shift Come mostrato nello schema a blocchi in figura 1, i gas provenienti da un reattore di reforming secondario con aria (corrente A) sono inviati al reattore di conversione del CO, dove avviene la reazione di water-gas-shift (WGS): CO + H2O CO2 + H2 Si supponga che all'uscita del reattore (corrente B) i gas siano in condizioni di equilibrio termodinamico rispetto alla reazione d i water-gas-shift. Si chiede di determinare la composizione della corrente B e l a sua temperatur a TB, supponendo che la reazione venga condotta in modo adiabatico. A tal fine si considerino le correnti di processo come miscele ideali di gas ideali, e si consideri il calore di reazione medio tra la temperatura di riferimento (298 K) e la temperatura di uscita (TB) per il calcolo della contante di equilibrio alla temperatura di uscita dal reattore. Figura 1 - Schema a blocchi del processo di conversione del CO DATI D’IMPIANTO: Corrente A: T = 360 °C P = 29 atmosfere relative H2 CO CO2 N2 H2O Totale secco Portata (Nm3/h) 73411 120264 Vol. % sul secco 56.36 12.56 8.27 22.81 100.00 Reattore: perdita di carico = trascurabile DATI TERMODINAMICI: G0R (298 K) = -6216.42 cal/mol (riferimento gas ideale, 1 atm, 298K) cpi (T)=ai + bi · T + ci · T2 + di · T3 [cal/mol/K] T in [K] H0f (298K) [kcal/mol] A b x 103 c x 106 d x 109 H2 0 6.483 2.215 -3.298 1.826 N2 0 7.44 -3.24 6.4 -2.79 CO -26.42 7.373 -3.070 6.662 -3.037 CO2 -94.05 4.728 17.54 -13.38 4.097 H2O -57.80 7.701 0.4595 2.521 -0.859 A TB B Reattore di water-gas-shift 360 Per valutare il primo tentativo del grado di avanzamento, utilizzare l'espressione DG0R (T) = -6216.42 + 7.7 T cal/mol