Pregunta: Se utiliza un reactor catalítico para producir formaldehído a partir de metanol en la reacción. CH3OH → HCHO + H2 En el reactor se logra una conversión de un solo paso del 60,0 %. El metanol del producto del reactor se separa del formaldehído y del hidrógeno en un proceso de varias unidades. La tasa de producción de formaldehído es de 900,0 kg/h. (a) Calcule

Se utiliza un reactor catalítico para producir formaldehído a partir de metanol en la reacción.

CH3OH → HCHO + H2

En el reactor se logra una conversión de un solo paso del 60,0 %. El metanol del producto del reactor se separa del formaldehído y del hidrógeno en un proceso de varias unidades. La tasa de producción de formaldehído es de 900,0 kg/h.

(a) Calcule la velocidad de alimentación de metanol requerida para el proceso (kmol/h) si no hay reciclaje.

(b) Suponga que el metanol que no reaccionó se recupera y se recicla en el reactor y que la conversión de un solo paso sigue siendo del 60 %. Sin realizar ningún cálculo, demuestre que tiene suficiente información para determinar la tasa de alimentación nueva de metanol requerida (kmol/h) y las tasas (kmol/h) a las que el metanol entra y sale del reactor. Luego realice los cálculos.

(c) La conversión de un solo paso en el reactor, Xsp, afecta los costos del reactor (Cr) y del proceso de separación y la línea de reciclaje (Cs). ¿Qué efecto esperaría que tuviera un aumento de Xsp en cada uno de estos costos para una tasa de producción de formaldehído fija? (Pista: para obtener una conversión de un solo paso del 100% necesitaría un reactor infinitamente grande, y reducir la conversión de un solo paso conduce a la necesidad de procesar mayores cantidades de fluido a través de ambas unidades de proceso y la línea de reciclaje). ¿Cómo esperaría que se viera un gráfico de (Cr + Cs) versus Xsp? ¿Qué representa probablemente la especificación de diseño Xsp = 60%?