CONVERSION DE EQUILIBRIO

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PROYECTO DE INGENIERÍA DE REACCIONES - SEGUNDO CORTE 
 PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA Periodo 2020-1 
DISEÑO DE REACTORES MULTIPLES Y CONVERSIÓN DE EQUILIBRIO, 
PREDICIENDO LA CONCENTRACIÓN Y PRESIÓN. 
Porras Angie, Ramos Mateo, Suárez Andrés, Walteros Luis 
{angied.porrasn, mateo.ramose, andresca.suarezp, luisf.walteross}@utadeo.edu.co 
Profesora: Conde Laura 
 
Objetivos 
• La predicción de las condiciones de proceso necesarias para alcanzar determinada conversión 
de equilibrio. 
• El diseño de arreglos de reactores múltiples, o la predicción de la concentración de diferentes 
especies, y la presión en función de la longitud en un reactor PFR en estado estacionario. 
• Incentivar en el estudiante el desarrollo de habilidades en la creación, uso e interpretación de 
resultados de herramientas computacionales para cálculos de Ingeniería de reacciones. 
Enunciado 
La principal ruta de producción de etileno a escala industrial es la pirólisis de etano en presencia de 
vapor de agua [1,2] a temperaturas entre los 600 y 850°C; se trata de un proceso endotérmico en el que 
se presentan reacciones múltiples con mecanismos mediados por radicales [3]. El proceso se efectúa en 
hornos de combustión, de modo que el calor liberado por la combustión se entrega a la mezcla reactiva 
que circula por horquillas tubulares ubicadas al interior del horno. Se deben procesar 120 kg/h de una 
corriente que contiene etano (98,2 % molar), etileno (1 % molar) y propano (0,8 % molar); esta corriente 
se mezcla con vapor de agua (0,45 kg de vapor por cada kg de etano) antes de ingresar al reactor. 
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIA Nombre de la asignatura Se requiere 
garantizar una conversión de etano de 60%. 
Reacción global y principal: 
 
Ecuación 1. Reacción principal y global de la producción de etileno a partir de la pirolisis del etano. [1] 
 
Constantes y parámetros 
 C2H6 H2 C2H4 H2O C3H8 
A 1,131 3,249 1,424 3,47 1,213 
B 0,019225 0,000422 0,014394 0,00145 0,028785 
C -0,000005561 0 -0,000004392 0 -0,000008824 
D 0 8.300,00 0 12.100,00 0 
Tabla 1 Capacidades caloríficas de gases en el estado de gas ideal. [2] 
 
∆Ĝfi° -31855 0 68460 -228572 -24290 
∆Ĥfi° -83820 0 52510 -241818 -104680 
 Tabla 2 Entalpías y energías libres de Gibbs de formación. [2] 
 
 
 
 
Memoria de cálculo: 
Valores de composición de la especie i 
 
Ecuación 2. Composición de la especie i 
Número de moles de la especie i 
 
Ecuación 3. Número de moles de la especie i 
Polinomio para el cálculo de Cp 
 
Ecuación 4. Correlación para el cálculo de Cp 
 
Cálculo de la energía libre de Gibbs dividido entre RT 
 
Ecuación 5. Cálculo de la energía libre de Gibbs dividido entre RT 
 
Constante de equilibrio 
 
Ecuación 6. Constante de equilibrio 
Expresión para mezcla ideal de gases ideales 
∏(𝑦𝑖)𝑣𝑖 = (𝑃/𝑃°)−𝑣𝑘 
Ecuación 7. Expresión para mezcla ideal de gases ideales 
 
Resultados expuestos en tablas o graficas 
 
Análisis del comportamiento de las graficas 
 
Discusión de resultados comparando el conjunto de reactores CSTR en serie diseñado, 
con el reactor tubular y eligiendo uno de ellos. 
 
 
Discusión respecto de la validez de consideración de cumplimiento del flujo pistón en el 
reactor tubular. 
 
Conclusiones del trabajo: que se deriven directamente de los cálculos 
 
 
 
Referencias: 
[1] Kenneth R. Hall. (2005). A new gas to liquis (GTL) or gas to ethylene (GTE) tecnology. Retomado 
el 25 de Febrero de 2020 de: www.sciencedirect.com 
[2] Apéndice C - Smith, J. M. Et al. Introducción a la termodinámica en ingeniería química. 7ª Ed, 
McGraw-Hill, 2007, México. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.sciencedirect.com/
	DISEÑO DE REACTORES MULTIPLES Y CONVERSIÓN DE EQUILIBRIO, PREDICIENDO LA CONCENTRACIÓN Y PRESIÓN.