Problema $3$

Uno qu$$mico con alta producci$$n mundial es el anh$$drido ft$$lico el cual tiene diversidad de usos y aplicaciones. La forma m$$s usada en la industria para su producci$$n es mediante la oxidaci$$n de naftaleno en un reactor de lecho catal$$tico $($PBR$).$ Un PFD del proceso utilizado se puede observar a continuaci$$n$.$ Se desea dise$$ar un reactor PBR capaz de producir $80\mathrm{.}000kg$ por d$$a de anh$$drido ft$$lico mediante la siguiente reacci$$n qu$$mica:

Revisando la informaci$$n cin$$tica se ha encontrado que la reacci$$n es de orden $1$ respecto al ox$$geno y de orden $2$ respecto al naftaleno con una constante de velocidad de $k_N=0\mathrm{.}01mo\frac{l^2}{k{g}^{**}d{m}^{6**}(s)}.$ Por otro lado, investigando sobre el proceso se ha encontrado que es com$$n alimentar los reactivos al reactor en forma de gases a una presi$$n total de entrada de $10$atm y a una temperatura de $500K.$ La concentraci$$n molar de naftaleno en la alimentaci$$n es de $3,5\%$ mientras que el $96,5\%$ es aire seco$.$ Se desea trabajar a un $95\%$ de conversi$$n$.$ Basado en esto determine lo siguiente:

El peso de catalizador requerido para el reactor.

Si se usase ox$$geno puro en lugar de aire, determinar el efecto en el peso del catalizador requerido.