Exemplos de aplicação do Simulador de Processos ASPEN PLUS

II. Reactor

Pretende-se produzir iso-octano (2,2,4-trimetilpentano) a partir de uma mistura de hidrocarbonetos em C4. A especificação completa da corrente de alimentação é a seguinte:

Propriedade

Valor

Temperatura (ºC)

7,2

Pressão (bar)

7,0

Fracção mássica

1-buteno

0,093

iso-butano

0,863

iso-octano

0,000

impurezas - C3

0,016

n-butano

0,028

Caudal (ton/hr)

393

A mistura é alimentada a um reactor RCSTR. Neste ocorre a reacção de formação do iso-octano:

1-buteno + iso-butano iso-octano

Esta reacção é acompanhada por uma outra que degrada o produto final:

1-buteno + iso-octano C12H26

Ambas as reacções são de segunda ordem, do tipo , ocorrem no estado líquido, segundo os seguintes dados cinéticos:

Reacção

k (m3/(mol× s))

Ea (kcal/mol)

D Hr (kcal/mol)

iso-octano

2,66× 1010

15,556

-15,24

C12H26

6,775× 1013

19,444

-13,99

O reactor funciona a 15 ºC e à pressão absoluta de 6,2 bar.
  1. Considere um volume de reactor de 6 m3 e efectue a simulação. Verifique o grau de conversão do 1-buteno.
  2. A partir dos dados encontrados na alínea anterior, determine o volume do reactor para o qual a conversão de 1-buteno no reactor seja de 95 %. Use para este efeito use a opção ‘Design specification’.
  3. Usando o volume determinado anteriormente maximize a produção de iso-octano, variando a temperatura de funcionamento do reactor. Para este efeito use a opção ‘Optimization’.

 

Plano de resolução