TDE 4 Gennaio 2013

Page 1

1 Dipartimento di Energia Politecnico di Milano Piazza Leonardo da Vinci 32 - 20133 MILANO corso “FONDAMENTI DI PROCESSI CHIMICI” ESERCIZIO 1 Un reattore di steam reforming viene alimentato con CH 4 e H 2O in rapporto molare H 2O/CH4 = 3.5/1. La miscela di alimentazione è a 500°C e 30 atm. La corr ente di uscita dal reattore è costituita da CH4, H2O, H2, CO e CO2. Ipotizzando che: 1- La pressione sia costante all’interno del reattore. 2- Vengano raggiunte condizioni di equilibrio termodinamico in uscita. 3- La miscela reagente sia assimilabile a una miscela ideale di gas ideali. 4- La conversione di metano in uscita sia 70%. Si calcolino: a) composizione e temperatura di uscita dal reattore b) sulla base dei risultati ottenuti nel punto a), calcolare il calore scambiato Dati termodinamici: reazione di steam reforming:  TTG SRR  25.60537170 , [cal/mol] con T in [K], reazione di water gas shift:  TTG WGSR  71.785140 , [cal/mol] con T in [K], rispetto a un riferimento di gas ideale a 1 atm. 23 ,pi i i i ic( T ) a b T c T dT     [cal/mol/K] Specie H0 F(298K) [cal/mol] a b x 10 3 c x 10 6 d x 10 9 H2 0 6.483 2.215 -3.298 1.826 CO -26420 7.373 -3.070 6.662 -3.037 CO2 -94050 4.728 17.54 -13.38 4.097 CH4 -17890 4.598 12.450 2.860 -2.709 H2O -57800 7.701 0.4595 2.521 -0.859 2 ESERCIZIO 2 Si consideri una miscela di n-C 7H16, n-C 9H20 e n-C 12H26 avente composizione molare (z i) e parametri termodinamici riportati in tabella: zi TC [K] P C [atm] ω n-C7H16 0.3 540.20 27.00 0.351 n-C9H20 0.4 594.60 22.80 0.444 n-C12H26 0.3 658.30 18.00 0.562 Per ciascuna specie, PCi è la pressione critica, T Ci la temperatura critica e ωi il fattore acentrico. Inizialmente la miscela si trova a 120°C e 3 atm, e viene quindi espansa isoentalpicamente in un flash mantenuto a 1…