Avancements
On s'intéresse aux réactions de l'oxychloration de l'éthylène. Elles sont réalisées dans un réacteur fonctionnant en continu et alimenté par un mélange éthylène-chlore-air.
L'oxychloration de l'éthylène (E) en chlorure de vinyle (CV) et dichloréthane symétrique (D12) s'effectue selon les réactions ci-dessous :
E + Cl2 → D12 (1)
E + Cl2 → CV + HCl (2)
4 HCl + O2 → 2 Cl2 + 2 H2O (3)
Question
Exprimer (littéralement uniquement) les flux molaires de chaque espèce en sortie de réacteur, en fonction des flux molaires entrants (\(F_{E,0}\), \(F_{Cl_2,0}\) et \(F_{air,0}\)) et des avancements normalisés des trois réactions (\(X_1\), \(X_2\) et \(X_3\)).
Solution
Le flux total d'actifs entrants est : \(F_0 = F_{E,0} +F_{Cl_2,0} + F_{O_2,0} = F_{E,0} + F_{Cl_2,0} + 0,21 \cdot F_{air,0}\)
Et le flux d'inertes est : \(F_I = F_{N_2,0} = 0,79 \cdot F_{air,0}\)
Les flux molaires de chaque espèce en sortie de réacteur sont :
\(F_E = F_{E,0} + F_0 \cdot (-X_1-X_2)\)
\(F_{HCl} = F_0 \cdot (X_2 - 4 \cdot X_3)\)
\(F_{CV} = F_0 \cdot X_2\)
\(F_{O_2} = 0,21 \cdot F_{air,0} - F_0 \cdot X_3\)
\(F_{D12} = F_0 \cdot X_1\)
\(F_{H_2O} = 2 \cdot F_0 \cdot X_3\)
\(F_{Cl_2} = F_{Cl_2,0} + F_0 \cdot (-X_1 - X_2 + 2 \cdot X_3)\)
\(F_{N_2} = 0,79 \cdot F_{air,0}\)