Réaction incomplète dans un réacteur simple

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sotibio
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Réaction incomplète dans un réacteur simple

Messagepar sotibio » 26 Sep 2018, 17:24

Bonjour,

Je suis nouveau sur ce forum car on me l'a conseillé sur Zeste de Savoir. J'avais posté ce message là-bas mais les réponses étaient floues et apparemment vous êtes plus techniques ici.

C'est sur un exercice de chimie industrielle. Le n-butyl acétate (BA) est produit en phase liquide à partir de butanol (B) et d’acide acétique (A). C’est une simple réaction d’estérification qui est donc limitée par sa constante d’équilibre. Celle-ci est donnée par l’expression:
$ K = \frac{{{x_{BA}}{x_W}}}{{{x_B}{x_A}}} = 0.2994 + \frac{{962.25}}{{T[K]}} $


On produit la réaction dans un simple réacteur à 100 kmol/h et dans des conditions équimolaires (pas de produit à t = 0). On opère sur un isotherme à 389 K à 1 bar. On suppose que la réaction atteint l’équilibre instantanément. Assumez pas de phase vapeur (réacteur simple).

On me demande d’abord la composition de la phase liquide et la conversion de butanol en BA.

Ce qui me perturbe est déjà qu’on me dit qu’il y a pas de vapeur donc j’aurais dis 100% liquide… Cependant, je suppose que la question est combien de BA on a formé.

J’ai donc simplement fais :

$ K = \frac{{{x^2}}}{{{{(0.5 - x)}^2}}} = 0.2994 + \frac{{962.25}}{{389}} \to x = 0.3124 $

xA = xB = 0.5 car on a un mélange équimolaire.


Ceci correspond donc à la composition liquide (31.25%)… Le reste serait-il donc en vapeur?? Y a aussi de l’eau… Je suppose qu’on la considère sous forme vapeur mais il y a que 30% d’eau aussi.. Quid du reste?


Merci d'avance!

Maurice
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Re: Réaction incomplète dans un réacteur simple

Messagepar Maurice » 26 Sep 2018, 22:34

Bonsoir,
Ton calcul montre qu'en partant d'un mélange moitié butanol, moitié acide acétique, on atteint un équilibre où les nombres de mole d'acide et de butanol sont tous deux de 31.25%. Et les nombres de mole d'eau et de l'ester sont tous deux de 50% - 31.25% = 18.75%.
Total : 31.25% + 31.25% + 18.75% + 18.75% = 100%. C'est OK !
Que trouves-tu à redire ?

sotibio
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Re: Réaction incomplète dans un réacteur simple

Messagepar sotibio » 28 Sep 2018, 13:34

Merci de ta réponse. Je sais pas ce qui m'a perturbé. Par contre, ça serait pas plutôt 31.25% d'eau et de l'ester et 18.75% d'acide acétique et de butanol?


En plus de ça, l'exercice me demande de trouver le point de rosée (dew point) et le point d'ébulition (bubble point en anglais dans l'énoncé). Je suppose que je dois le déterminer pour l'eau ? Ils me demandent ensuite de dire si un équilibre vapeur-liquide existe... Je vois pas du tout par où commencer pour répondre à cette question.

J'ai trouvé ceci sur Internet: http://www.hyper-tvt.ethz.ch/fundamenta ... wpoint.php mais je comprends pas tellement! Je ne sais pas si ça peut être utile mais on me donne les enthalpie d'évaporation, de formation à l'était liquide et les Cps.


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