Chapter 4

Example 4.2: Home Problem

The Laboratory Experiment

Here is a short movie about the use of the CSTR in the Senior Chemical Engineering Lab at the University of Michigan. You will need Quicktime to view these movies.

Low-resolution
(embedded, direct)

High-resolution
(embedded, direct)

This Powerpoint Presentation details the reaction being carried out in the movie.

 

 

The hydrolysis of acetic anhydride is to be carried out at 25�C.

�������������������������������������

The water and acetic anhydride are mixed immediately before entering the reactor where the entering steam is 7.8 wt % acetic anhydride (1M) and 92.2 wt % water (51.2M). The volumetric feed rate of liquid in 0.0033 dm3/s. A one minute video clip of this experiment is given on the CDROM.

 

Additional Information

     k'=1.97x10-4 dm3/mol s @ 25°C with E = 12,000 cal/mol

�������������������

(a)�� What conversion can be achieved in a 1 dm3 CSTR at 25�C?

(b)�� What conversion can be achieved in a0.311 dm3 PFR?

(c)�� What time is required to achieve 80% conversion in a batch reactor?

 

The 460 Experiment Hydrolysis of Acetic Anhydride (AH)

��������������������������������������������

�������������� �������� ��������������

A

B

C

0

 

(a)�� CSTR

��������������������������

1.�� Mole Balance/Design Equation

���������������������������������������������

����������������� Rearranging

��������������������������������������������

2.�� Rate Law

�������������������������������������

3.�� Stoichiometry liquid v = v0

��������������������������������������

���������������������������������������������������

����������������������������������������

��������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������

4.�� Combine

������������������������������������������

��������������������������������������������������������������

5.�� Evaluate

����� The maximum available flow rate in the experiment is

�����������������������������������������

��������������������������������������������������������������� V = 1 dm3

���������������������������

�������������������������������������������������������

����������� A.2. CSTRs in Series

�����������������

Balance on Second Reactor

(b)�� PFR

�����������������������������������������������������������������

��������������������������������

1.�� Mole Balance/Design Equation

������������������������������������������������������������

2.�� Rate Law

�����������������������������������������������������������

3.�� Stoichiometry

�������������������������������������������������

4.�� Combine

�����������������������������

���������������������������������������������������������

����������������� V = 0   X = 0

������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������

5.�� Evaluate

�����������������������������������������������

�������������������������������������������������������

(c)� Batch Reactor

1.�� Mole Balance/Design Equation

�������������������������������������������������������������

2.�� Rate Law

�����������������������������������������������������������

3.�� Stoichiometry Liquid

������������������������������

4.�� Combine

��������������������������������������

�����������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������

5.�� Evaluate

�������������������������������������������

 


PFR

5.� Evaluate

���

��� If v0 = 10 m3/s

��� V = 2944 dm3

 

��� (b), (c), (d) No answer will be given.



Back to Chapter 4