aplicación equilibrio químico

kJ/kmola b c

CH4 -74893.6 -50450 1.93E+01 5.21E-02 1.20E-05H2O -241835 -228614 3.22E+01 1.92E-03 1.06E-05CO -110530 -137160 3.09E+01 -1.29E-02 2.79E-05H2 0 0 2.71E+01 9.27E-03 -1.38E-05CO2 -393510 -394380 1.98E+01 7.34E-02 -5.60E-05

Rxn1 Rxn2CH4 -1 0 incognitasH2O -1 -1CO 1 -1H2 2 1 y CH4CO2 0 1 y H2O

y COy H2y CO2

Cp=a+bT+cT2+dT3

DH° (298.15K) DG (298.15K)

x1x2

d-1.13E-08 Tin (K) 5.00E+02-3.60E-09 P (bar)-1.27E-087.65E-091.72E-08

incognitas Ecuaciones

Cp=a+bT+cT2+dT3

kJ/kmola

CH4 -74893.6 -50450 1.93E+01H2O -241835 -228614 3.22E+01CO -110530 -137160 3.09E+01H2 0 0 2.71E+01

CO2 -393510 -394380 1.98E+01

Hrxn (kJ/kmol)J

DGref/RTDG/RT (kJ/kmol)

DG (kJ)k

Tin (K) 500R (kJ/kmol K) 8.314 CH4

Tout (K) 1000 H2OTref 298.15 CO

Rxn1

Da 60.7 H2Db -3.91E-02 CO2Dc -3.61E-05Dd 2.52E-08

Rxn2

Da -16.2Db 0.09365Dc -0.0001083Dd 0.00000004115

DH° (298.15K) DG (298.15K)

b c d Hin (kJ/kmol)5.21E-02 1.20E-05 -1.13E-08 8.33E+031.92E-03 1.06E-05 -3.60E-09 6.95E+03-1.29E-02 2.79E-05 -1.27E-08 5940.695816474069.27E-03 -1.38E-05 7.65E-09 5868.199024158837.34E-02 -5.60E-05 1.72E-08 8305.41266630215

Rxn1 Rxn2206198.6 -41145 Ecuaciones

190108.448136427 -39601.9177 Ecn equilibrio 157.2466139219276 -11.5401725 Ecn equilibrio 2-3.35103113688515 -0.34565723-27860.4728720632 -2873.79424 % Composiciones en equilibrio28.5321390216346 1.412918231 CH4

Rxn1 Rxn2 H2O-1 0 CO-1 -1 H21 -1 CO23 10 1

850A partir del balance de energía se obtuvo que el calor entra al sistema, lo cual tiene sentido debido a que entre las entalpías de reacción la que predomina (tiene mayor valor) es la que prepresenta una reacción endotérmica, por lo tanto se debe suministrar energía externa para que el reactor alcance la temepratura

Hout (kJ/kmol) nin (moles) nout (moles) Hin (kJ/kmol)Hout (kJ/kmol)38371.3403127941 2.50E+01 15.0168363335626021.0315230625 2.50E+01 11.70219001349521714.1333164741 0.00E+00 6.668517346374520662.4177741588 0.00E+00 33.26413731938433428.3293329688 0.00E+00 3.3146463200651

Ecuaciones Incógnitas-3.34665628543007E-12 x1 9.9831636664396-4.9515946898282E-14 x2 3.3146463200651

% Composiciones en equilibrio n (moles) Mw W0.214629478293391 15.01683633 16 240.26938130.167254598884686 11.70219001 18 210.6394202

0.0953103814446002 6.668517346 28 186.71848570.475430661968619 33.26413732 2 66.52827464

0.0473748794087045 3.31464632 44 145.84443811 850

Balance energía Q(kJ)0 3.36E+06

A partir del balance de energía se obtuvo que el calor entra al sistema, lo cual tiene sentido debido a que entre las entalpías de reacción la que predomina (tiene mayor valor) es la que prepresenta una reacción endotérmica, por lo tanto se debe suministrar energía externa para que el reactor alcance la temepratura

kJ/kmola

CH4 -74893.6 -50450 1.93E+01H2O -241835 -228614 3.22E+01CO -110530 -137160 3.09E+01H2 0 0 2.71E+01

CO2 -393510 -394380 1.98E+01

Hrxn (kJ/kmol)J


DG (kJ)k

Tin (K) 500R (kJ/kmol K) 8.314 CH4

Tout (K) 800 H2OTref 298.15 CO

Rxn1

Da 60.7 H2Db -3.91E-02 CO2Dc -3.61E-05Dd 2.52E-08

Rxn2

Da -16.2Db 0.09365Dc -0.0001083Dd 0.00000004115

DH° (298.15K) DG (298.15K)



190108.448136427 -39601.9177 Ecn equilibrio 157.2466139219276 -11.5401725 Ecn equilibrio 23.38672352579778 -1.4251582722525.7755147862 -9479.01269 % Composiciones en equilibrio

0.0338193036436941 4.158515965 CH4Rxn1 Rxn2 H2O

-1 0 CO-1 -1 H21 -1 CO23 10 1

850


Ecuaciones Incógnitas-3.15025783237388E-15 x1 2.84585741470263.5287328614686E-12 x2 2.5069680320885


0.00608509512864162 0.338889383 28 9.4889027130.198315679630767 11.04454028 2 22.08908055

0.0450150985612105 2.506968032 44 110.30659341 850


kJ/kmola

CH4 -74893.6 -50450 1.93E+01H2O -241835 -228614 3.22E+01CO -110530 -137160 3.09E+01H2 0 0 2.71E+01

CO2 -393510 -394380 1.98E+01

Hrxn (kJ/kmol)J


DG (kJ)P (bar) 10 kTin (K) 500

R (kJ/kmol K) 8.314 CH4 Tout (K) 1200 H2O

Tref 298.15 CO

Rxn1

Da 60.7 H2Db -3.91E-02 CO2Dc -3.61E-05Dd 2.52E-08

Rxn2

Da -16.2Db 0.09365Dc -0.0001083Dd 0.00000004115

DH° (298.15K) DG (298.15K)



190108.448136427 -39601.9177 Ecn equilibrio 157.2466139219276 -11.5401725 Ecn equilibrio 2-7.88784773380573 0.332054519-78695.479270633 3312.841526 % Composiciones en equilibrio2664.70259514933 0.717448207 CH4

Rxn1 Rxn2 H2O-1 0 CO-1 -1 H21 -1 CO23 10 1

850A 1200K se obtiene una mayor cantidad en la composcición de H2 en equilibrio que a 1000K y por tanto que a 800K. Sin embargo el calor que se debe suministrar a la entrada es mayor que a 1000K y 800K por lo tanto se generaría mayores costos de producción. Sin embargo debido a que el objetivo principal es la producción de hidrógeno se escogería esta temperatura.


Ecuaciones Incógnitas6.3664629124105E-12 x1 20.037673207475

0 x2 0.9110131659895

% Composiciones en equilibrio n (moles) Mw W0.0550908432776432 4.962326793 16 79.397228680.0449769419467198 4.051313627 18 72.923645280.212340677030255 19.12666004 28 535.54648120.677477636414459 61.02403279 2 122.0480656

0.0101139013309235 0.911013166 44 40.08457931 850


A 1200K se obtiene una mayor cantidad en la composcición de H2 en equilibrio que a 1000K y por tanto que a 800K. Sin embargo el calor que se debe suministrar a la entrada es mayor que a 1000K y 800K por lo tanto se generaría mayores costos de producción. Sin embargo debido a que el objetivo principal es la producción de hidrógeno se escogería esta temperatura.

kJ/kmola

CH4 -74893.6 -50450 1.93E+01H2O -241835 -228614 3.22E+01CO -110530 -137160 3.09E+01H2 0 0 2.71E+01

CO2 -393510 -394380 1.98E+01

Hrxn (kJ/kmol)J




Tref 298.15 CO

Rxn1

Da 60.7 H2Db -3.91E-02 CO2Dc -3.61E-05Dd 2.52E-08

Rxn2

Da -16.2Db 0.09365Dc -0.0001083Dd 0.00000004115

DH° (298.15K) DG (298.15K)




Rxn1 Rxn2 H2O-1 0 CO-1 -1 H21 -1 CO23 10 1

850A estas condiciones de operación ( 1200K y 5 bar) la producción de hidrógeno es del 70,96%, mayor a todas las otras condiciones evaluadas, por lo tanto se concluye a al aumentar la temperatura y disminuir la presión hay mayor eficiencia en el proceso


Ecuaciones Incógnitas-7.68977770349011E-10 x1 22.104069821772

-5.340172748447E-14 x2 0.5441233158792

% Composiciones en equilibrio n (moles) Mw W0.0307397024204636 2.895930178 16 46.334882850.0249639454854685 2.351806862 18 42.332523520.228854391854773 21.55994651 28 603.6785022

0.7096662033043 66.85633278 2 133.71266560.00577575693499518 0.544123316 44 23.9414259

1 850


A estas condiciones de operación ( 1200K y 5 bar) la producción de hidrógeno es del 70,96%, mayor a todas las otras condiciones evaluadas, por lo tanto se concluye a al aumentar la temperatura y disminuir la presión hay mayor eficiencia en el proceso

kJ/kmola

CH4 -74893.6 -50450 1.93E+01H2O -241835 -228614 3.22E+01CO -110530 -137160 3.09E+01H2 0 0 2.71E+01

CO2 -393510 -394380 1.98E+01

Hrxn (kJ/kmol)J




Tref 298.15 CO

Rxn1

Da 60.7 H2Db -3.91E-02 CO2Dc -3.61E-05Dd 2.52E-08

Rxn2

Da -16.2Db 0.09365Dc -0.0001083Dd 0.00000004115

DH° (298.15K) DG (298.15K)




Rxn1 Rxn2 H2O-1 0 CO-1 -1 H21 -1 CO23 10 1

850A 1200K se obtiene una mayor cantidad en la composcición de H2 en equilibrio que a 1000K y por tanto que a 800K. Sin embargo el calor que se debe suministrar a la entrada es mayor que a 1000K y 800K por lo tanto se generaría mayores costos de producción. Sin embargo debido a que el objetivo principal es la producción de hidrógeno se escogería esta temperatura.



% Composiciones en equilibrio n (moles) Mw W (g)0.075134764120617 6.531926846 16 104.5108295

0.0616218655939034 5.357167523 18 96.429015410.198919719412978 17.29331383 28 484.21278720.650810752345788 56.57897878 2 113.1579576

0.0135128985267136 1.174759323 44 51.689410231 850


A 1200K se obtiene una mayor cantidad en la composcición de H2 en equilibrio que a 1000K y por tanto que a 800K. Sin embargo el calor que se debe suministrar a la entrada es mayor que a 1000K y 800K por lo tanto se generaría mayores costos de producción. Sin embargo debido a que el objetivo principal es la producción de hidrógeno se escogería esta temperatura.

kJ/kmola

CH4 -74893.6 -50450 1.93E+01H2O -241835 -228614 3.22E+01CO -110530 -137160 3.09E+01H2 0 0 2.71E+01

CO2 -393510 -394380 1.98E+01

Hrxn (kJ/kmol)J



R (kJ/kmol K) 8.314 CH4 Tout (K) 701.8474173752 H2O

Tref 298.15 CO

Rxn1

Da 60.7 H2Db -0.03911 CO2Dc -0.0000361Dd 0.00000002515

Rxn2

Da -16.2Db 0.09365Dc -0.0001083Dd 0.00000004115

DH° (298.15K) DG (298.15K)



190108.448136427 -39601.9177 Ecn equilibrio 157.2466139219276 -11.5401725 Ecn equilibrio 28.04400471924507 -2.21153465 Balance energía46938.0499768429 -12904.6573

0.00032102077437634 9.129716548 % Composiciones en equilibrioRxn1 Rxn2 CH4

-1 0 H2O-1 -1 CO1 -1 H23 1 CO20 1

850

Hout (kJ/kmol) nin (moles) nout (moles)1.89E+04 2.50E+01 23.682943240295

14303.2451626085 2.50E+01 22.39876333589312093.8401283347 0.00E+00 0.032876855304411791.8692657798 0.00E+00 5.235350183517617859.4989649247 0.00E+00 1.2841799044011


0 T(K) 701.84741737523


0.000624630170550433 0.032876855 28 0.9205519490.099466863474139 5.235350184 2 10.47070037

0.0243982432406219 1.284179904 44 56.503915791 850

aplicación equilibrio químico

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