Diseño de un reactor PFR para la obtención de benceno a partir de tolueno
El proceso seleccionado para desarrollar el proyecto es la hidrodesalquilación térmica de tolueno (HDA). Las reacciones implicadas, en fase gaseosa, son:
Reacción principal: C7H8 + H2 → C6H6 + CH4
Reacción secundaria: 2 C6H6 ⇌ C12H10 + H2
En la reacción principal el tolueno e hidrógeno reaccionan, produciéndose la eliminación del grupo metilo y generando una molécula de benceno y otra de metano como productos de reacción. La reacción es estable en un rango de temperaturas de 870 – 1030 K y a una presión de 500 psi (34 –35 atm).
Para facilitar la comprensión del programa diseñado, se especifican las variables que en él intervienen:
Variable independiente: L, longitud del reactor.
Variables dependientes: y, un total de 7 que engloban:
n_j (kmol/s): Un total de 5 elementos, cada uno referido al flujo molar de cada elemento que interviene en el proceso.
T (K): Temperatura.
P (Pa): Presión.
Se debe definir una corriente de alimento al reactor como inicio de la simulación; dicha corriente tiene las siguientes características:
Temperatura de entrada: 922 K.
Presión de entrada: 3,447·10^6 Pa.
Se alimenta al reactor un total de 356.287 tm/año.