débits massiques et taux de conversion

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iswal
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débits massiques et taux de conversion

Message par iswal » dim. déc. 17, 2006 6:20 pm

Bonjour à tous,

Voilà, il y a une question d'un exercice que je n'arrive pas à résoudre.

Voici l'énoncé :

Un réacteur de synthèse est alimenté par 2790 kg/h d'alcool laurique et d'un excès de 5% en mole par rapport à la stoechiométrie d'acide chlorosulfurique.
Calculer le débit massique d'acide chlorosulfurique utilisé et le débit massique d'hydrogénosulfate de lauryle formé sachant que le taux de conversion par rapport au réactif limitant est de 95%.

Voici la réaction :
C12H25OH + HSO3Cl -> C12H25OSO3H + HCl

Pour les débits massiques, j'ai trouvé :

2650,5 kg/h pour l'acide chlorosulfurique (sans conviction)

En ce qui concerne l'hydrogénosulfate de lauryle, je ne sais pas comment il faut procéder avec le taux de conversion...:shock:

Voilà si quelqu'un pouvait m'éclairer :idea: , ça m'aiderait à avancer dans l'exercice.

Merci d'avance :D

iswal
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Message par iswal » lun. déc. 18, 2006 7:12 pm

Image s'il vous plaît !!!!

Th. Zabulon
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Message par Th. Zabulon » mar. déc. 19, 2006 7:46 pm

Il suffit de calculer le débit molaire d'alcool laurique (c'est-à-dire la quantité d'alcool laurique dans l'alimentation par heure), d'en déduire le débit molaire d'acide chlorosulfurique nécessaire et le débit molaire d'hydrogénosulfate de lauryle formé, puis de repasser en débits massiques. Connaissant les masses molaires des constituants, ça a l'air dans le domaine de l'accessible.
Thomas Zabulon
Prof. chimie
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iswal
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Message par iswal » mar. déc. 19, 2006 8:57 pm

J'ai bien suivi vos conseils et voici les résultats que j'obtiens sans trop de conviction : :oops:

pour le débit molaire d'alcool laurique :

n = (2790*10-³) / 186 = 15000 mol/h

pour le débit molaire d'acide chlorosulfurique :

n = 15000 * 0,95 = 14250 mol/h * 116,5 * 10-³ = 1660,12 Kg/h

pour le débit molaire d'hydrogénosulfate de lauryle formé, je ne vois pas comment faire avec le taux de conversion donné (95% par rapport au réactif limitant).

Pouvez-vous me dire si mes deux premiers résultats sont corrects :?: Comment puis-je m'y prendre avec le taux de conversion... :x

Merci bien pour votre réponse :!: :wink:

Th. Zabulon
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Message par Th. Zabulon » mer. déc. 20, 2006 2:41 pm

Il faut un excès de 5% d'acide chlorosulfurique, et la quantité d'hydrogénosulfate de lauryle formée est 95 % du réactif limitant, c'est-à-dire l'alcool laurique...
Thomas Zabulon
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giresd
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Message par giresd » jeu. déc. 21, 2006 7:06 pm

Alors iswal j'ai réfléchi et voila ce que je propose, bien sur le prof devra donner son poine de vue.
je pense tout d'abord que les 5% de mole en excès, c'est juste pour s'assurer que tout l'alcool laurique réagira.
Paramétrage:
A=C12H25OH; B=HSO3CL; C=C12H25OSO3H; D=HCL; et soient m1, m2, m3 et m4 leur masse respectives. on a A+B=C+D
V1, V2,V3 et V4 sont leur vitesse respective d'apparition dans le milieu reactionnel. le débit d=dm1/dt dérivé du nbre de la masse par rapport au temps.V=dn/dt

d1=dm1/dt=M1(dn1/dt)
d1=M1V1 donc V1=d1/M1.

Soit deltaV2 l'excès de mole de B, on a deltaV2=5%V1 (delta=D, ie deltaV1=DV1)
ie DV1=5%V1=d(Dn2)/dt=(1/M2)d(Dm2)/dt
ie d(Dm2)=M2 DV2 dt
ie Dm2=M2 DV2 t=Dd2 t; par intégration, et pour notation Dd2=deltad2
Ainsi on a m2=Dd2 t + d1 t
=(Dd2 +d1)t
d'où dm2/dt=Dd2+d1

or Dd2=M2 DV2=M2 5%V1
=5%d1 M2/M1

ie dm2/dt=d2=d1(1+5%M2/M1) Avec M2=11606 g/mole et M1=186 g/mole

L'application numérique donne d2=2877,45 kg/h

Maintenant le calcul du débit massique:

soit T, le taux de conversion par rapport au réactif limitant qui est A
on a T=m3(final)/m1(initial)
ie m3=Tm1 d'où dm3=T dm1
d'où d3=T d1

L'application numérique donne d3=2650,5 kg/h

Bien, c'était là ma maigre contribution que je souhaite, t'aidera. Prof ce serait cool que vous dites quelque chose.Merçi d'avance

gueguette
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Message par gueguette » ven. déc. 22, 2006 11:41 pm

C'est un exercice tout bete de procédé, mais bon la prépa forme pas vraiment à des raisonemments concrets là dessus.

Il suffit simplement d'exprimer les différentes concentrations à un instant t en fonction de l'avancement X. Si on considère une réaction A->B, on obtient:

à l'instant initial: [A]=[A]initial
[B]=0

à un instant t quelconque:
[A]=[A]initial *(1-X)
[A]=[A]initial *X

X étant bien sur compris entre 0 et 1. il vaut 0 quand la reaction n'a pas eu lieu et 1 lorsqu'elle est totale (tout A consommé).

Dans ton exemple tu a donc X=0.95

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