Bilan de matière en régime permanent avec réaction chimique exercice

[wilhem7]

Bonsoir à tous,
J'ai eu des difficultés à traiter la 2ème question, s'il vous plait pouvez-vous m'éclaircir ?

Dans ce procédé du méthanol est oxydé en utilisant de l’air comme source d’oxygène dans un réacteur à lit fixe contenant un catalyseur d’oxyde de fer-molybdène. Un flot de réactifs N(4) contenant 8% mol de méthanol et 10% mol d’oxygène est introduit dans le réacteur. Le taux de conversion du méthanol est complet. Le produit de réaction est envoyé dans un séparateur où le gaz inerte (l’azote) est purgé à travers le flot N(7) et une solution aqueuse de formaldéhyde (37wt%) est récupérée en bas du séparateur en raison de 3000 kg/min. La concentration de la solution aqueuse est obtenu en ajoutant de l’eau d’appoint à travers le flot N(5)
L’objectif de l’ingénieur(e) ici est :
1)Ecrire la formule stoechiométrique de la réaction
2)Calculer les débits de flux annotés sur le schéma

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[wilhem7]

J'ai pensé à regrouper les deux mixeurs en un seul mixeur ; et regrouper aussi le réacteur et le séparateur en une seule unité

[gts2]

On doit pouvoir systématiser les calculs, mais ici le problème est suffisamment simple pour suivre pas à pas
1- traduire le wt% (je ne sais trop ce que c'est) pour savoir quelle est la débit sortant de formaldéhyde.
2- convertir en mol/min
3- la réaction étant totale et le méthanol limitant, on connait de débit molaire en 2
4- on connait la stoechiométrie de la réaction donc le débit molaire de O2 en 1, il reste à traduire en quantité d'air et en masse.
5- on connait les proportions méthanol/O2, donc on connait le surplus d'O2 à injecter en 3
6- pour 4 c'est une conservation du débit
7- pour 7, N2 étant non réactif, N2 entrant en 1 ressort en 7
...

[wilhem7]

37wt% c'est le pourcentage massique

[A voir en vidéo sur Futura]

[wilhem7]

gts2 , pour la conversion en mol/min j 'ai pas compris , est ce que tu peux m'expliquer ?

[gts2]

Bonjour,

Pour pouvoir raisonner simplement avec N2 O2 méthanol ... il faut absolument raisonner en quantité de matière (cf. par exemple la réaction CH3OH + 1/2 O2 -> )
Donc 3000 kg/min donne 3000x0,37=1110 kg/min de méthanal, ce qui avec une masse molaire de 30g/mol donne 37 kmol/min et au vu de la stoechiométrie la même chose pour D2, masse molaire cette fois 32, donc 1184 kg/min.

(aux erreurs de calcul près)