Enoncé de travaux dirigés de génie chimique sur les réacteurs chimiques

Thèmes abordés

Pharmacie - Santé - Social, travaux dirigés, génie chimique, réacteurs chimiques, volume du réacteur, taux de conversion du réactif, réaction chimique, énoncé d'exercice

Résumé du document

On réalise l'hydrolyse de l'anhydride acétique dans un réacteur parfaitement agité fonctionnant en continu, de 1800 cm3 de volume. A 40°C, le tableau suivant présente les résultats expérimentaux pour différents débits d'alimentation et de soutirage.

Extraits

[...] Calculer le temps caractéristique de la réaction à la température T = 400 K. Calculer le nombre d'unités de transfert thermique de ce réacteur Exercice 6 : On réalise l'hydrolyse de l'anhydride acétique dans un réacteur parfaitement agité fonctionnant en continu, de 1800 cm3 de volume. A le tableau suivant présente les résultats expérimentaux pour différents débits d'alimentation et de soutirage : CH3CO H 2O 2CH3COOH Concentration initiale de l'anhydride (mole/cm3) Débit d'alimentation (cm3/min) d'hydrolyse de l'anhydride en sortie La vitesse d'hydrolyse de l'anhydride acétique est du second ordre, mais on supposera que l'eau est largement en excès Déterminer la valeur de la constante de vitesse k' : on prendra pour la suite la valeur moyenne de la constante de la vitesse Déduire le temps de séjour de l'anhydride acétique dans le réacteur On désire mettre en œuvre cette réaction dans un réacteur agité à 10 litres rempli initialement par une solution aqueuse contenant mole/cm3 d'anhydride acétique. [...]

[...] On cherche à dimensionner le réacteur en régime continu, permettant de traiter un débit de 1,6 m3/h avec une concentration initiale CA0 = 1 mole/l et la concentration finale CA = 0,05 mole/l Donner l'expression de bilan matière du réacteur Calculer le taux de conversion du réactif A Calculer le volume du réacteur Déterminer le temps de séjour de A dans ce réacteur. Exercice 2 : Une réaction irréversible du 1er ordre est réalisée dans un réacteur agité à cuve. Données : Volume du mélange réactionnel dans la cuve : 10 m3. Concentration du réactant dans l'alimentation : 5.103 moles/m3. Débit d'alimentation 10-3 m3/s. [...]

[...] Enthalpie de la réaction joules/moles transformé. Masse volumique du mélange réactionnel : kg/m3 (on admet qu'elle est indépendante de la température et de l'avancement de la réaction). Chaleur spécifique du mélange réactionnel : Cp = 2200 joules/Kg.K. Le réacteur sera supposé parfaitement adiabatique. Calculer la température et le taux de conversion dans le courant de sortie dans les trois cas suivants : Te k Exercice 3 : Le corps A se décompose suivant le schéma : R A S T S est le produit cherché, R et T sont des sous-produits sans valeur. [...]

[...] Pour un taux de conversion de A qu'est de calculer le volume du réacteur. Exercice 5 : On considère un réacteur agité continu (RAC) où se déroule une réaction exothermique du 1er ordre : A Produits Caractéristique de la cinétique de la réaction 10000 en s T Constante de la vitesse de la réaction : K = exp Exothermicité : = -50 kcal.mol-1 Conditions de fonctionnement du réacteur Concentration du réactif dans l'alimentation : C0 = 4 mol.l-1 Coefficient d'échange global du refroidissement : U = 500 W.m-2.K-1 Surface de l'échangeur du refroidissement : A = 4.184 m2 Volume du réacteur : VR = 500 l Débit volumique de l'alimentation : Q = 30 l.min-1 Température d'entrée des réactifs et température du liquide de refroidissement : TE = TP = 350 K Les caractéristiques du mélange réactionnel sont celles de l'eau Donner les bilans matière et thermique de ce réacteur. [...]