De acuerdo con la siguiente reacci$$n se obtiene el producto deseado R :

$A+B=R_{\text{d}\text{e}\text{r}\text{e}\text{a}\text{d}\text{o}},r_R=k_1{C}_A{C}_B$

Sin embargo, en las condiciones que favorecen esta reacci$$n B tambi$$n dimeriza

para formar el producto no deseado S :

$2$BlongrightarrowS,$r_s=k_2{C}_B^2$

En un reactor de mezcla completa se esta obteniendo $R$ utilizando un gran exceso

de A para deprimir la formaci$$n del dimero no deseado. Las alimentaciones de A y

B son tales que se mantiene en el reactor la relaci$$n molar de A y B de $40$ a $1.$ La

sustancia A que no ha reaccionado se separa del resto de las sustancias de la

corriente de salida del reactor y vuelve a entrar en el mismo. El reactante B que no

ha reaccionado no puede separarse f$$cilmente y se desprecia. $R$ y $S$ se obtienen

en cantidades equimolares, y el $50\%$ del reactante B que ha entrado al reactor no

reacciona y se descarga sin utilizarse.

a$)$ Calcule el rendimiento fraccional de $R$ tomando como base el A consumido, el $B$

consumido, el B total que entra, y la suma de todos los productos formados. $(6$ ptos$)$

Parece que este esquema no es eficaz ya que la mayor parte de $B$ forma el producto

no deseado o se desecha porque no reacciona. Para aumentar la utilizaci$$n de B

se propone conectar un segundo reactor de mezcla completa en serie con el

existente, manteniendo las mismas condiciones en el primer reactor. Ambos

reactores ser$$n del mismo tama$$o$,$ y la separaci$$n y recirculaci$$n de A tendr$$ lugar

despu$$s de pasar el fluido por los dos reactores. Se puede suponer que la

concentraci$$n de A es constante en todo el sistema debido a que est$$ en gran

exceso.

b$)$ Calcule la fracci$$n de R que est$$ presente en el producto $R-S$ y la fracci$$n de B de

la alimentaci$$n que se ha transformado en R$.(7$ ptos$)$

c$)$ Con el mismo caudal de alimentaci$$n de B y la misma concentraci$$n de A en el

sistema, repita el apartado b$)$ si los dos reactores de mezcla completa se conectan

en paralelo en lugar de conectarlos en serie. $(7$ ptos$)$

CLAGSB$2024$