Fiche d’exercices de Dimensionnement des réacteurs (RPAC et RP) avec corrigé

Fiche d’exercices de Dimensionnement des réacteurs (RPAC et RP) gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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1.Facile
V = ?, k = 0,12 min⁻¹Q = 80 L/minX = 75%

Une réaction du premier ordre en phase liquide A → B de k = 0,12 min⁻¹ est réalisée dans un réacteur parfaitement agité continu (RPAC) alimenté à 80 L/min. La masse volumique est constante et le réacteur est en régime permanent. Trouvez le volume du réacteur V en litres pour une conversion de A de 75 %.

Q = 80 L/mink = 0,12 min⁻¹X = 75%
V = L
2.Facile
V = 2000 L, k = 0,3 min⁻¹Q = 25 L/minCA0​ = 1,5 mol/LCA​ = ?

Une réaction du premier ordre en phase liquide A → B (k = 0,3 min⁻¹) a lieu dans un réacteur parfaitement agité continu (RPAC) de 2000 L. L’alimentation entre à 25 L/min avec CA0 = 1,5 mol/L. La masse volumique est constante et le réacteur est en régime permanent. Trouvez la concentration de sortie CA.

V = 2000 LQ = 25 L/mink = 0,3 min⁻¹CA0 = 1,5 mol/L
CA = mol/L
3.Moyen
QX = 85%mêmes Q, k et X que le RPAC

Une réaction du premier ordre en phase liquide doit atteindre 85 % de conversion. Combien de fois un RPAC doit-il être plus grand qu’un RP pour le même débit d’alimentation, la même constante de vitesse et la même conversion ? Trouvez le rapport VCSTR/VPFR.

X = 85%premier ordre, mêmes k et Q
VCSTR/VPFR =
4.Moyen
Q = 80 L/minCA0​ = 2,5 mol/LCA​ = ?V = 1500 L, k = 0,15 min⁻¹

Une réaction du premier ordre en phase liquide A → B (k = 0,15 min⁻¹) a lieu dans un réacteur piston (RP) de 1500 L. L’alimentation entre à 80 L/min avec CA0 = 2,5 mol/L. La masse volumique est constante et le réacteur est en régime permanent. Trouvez la concentration de sortie CA.

V = 1500 LQ = 80 L/mink = 0,15 min⁻¹CA0 = 2,5 mol/L
CA = mol/L
5.Difficile
V = 100 LQ = 20 L/minX = ?

Une réaction du premier ordre en phase liquide (k = 0,12 min⁻¹) a lieu dans un RPAC de 100 L alimenté à 20 L/min. La masse volumique est constante et le réacteur est en régime permanent. Trouvez la conversion X en pourcentage.

V = 100 LQ = 20 L/mink = 0,12 min⁻¹
X = %
6.Difficile
V = 400 LV = 400 LQ = 100 L/minX = ?

Une réaction du premier ordre en phase liquide (k = 0,05 min⁻¹) a lieu dans deux RPAC identiques en série, de 400 L chacun. Le débit d’alimentation est de 100 L/min, la masse volumique est constante et les réacteurs sont en régime permanent. Trouvez la conversion globale X en pourcentage.

V = 400 L (×2)Q = 100 L/mink = 0,05 min⁻¹
X = %

Corrigé

  1. 1. V = 2000 L
  2. 2. CA = 0,06 mol/L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 2,987
  4. 4. CA = 0,1501 mol/L
  5. 5. X = 37,5 %
  6. 6. X = 30,56 %

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