Do reaktora wprowadza się 10 moli/min mieszaniny o składzie 20% mol toluenu 80% mol wodoru w temperaturze 850 K. Zachodzi w nim reakcja toluenu z wodorem do benzenu i metanu ze stopniem konwersji toluenu 90% oraz druga reakcja: toluenu z wodorem do metanu ze stopniem konwersji toluenu 2%. Produkt opuszcza reaktor w temperaturze 950 K. Obliczyć ciepło wymienione w reaktorze w kJ/min i podać czy trzeba je odprowadzić czy doprowadzić.
Dane;
toluen: \(\displaystyle{ \Delta Hf_{298}=49,999 \frac{kJ}{mol}
C_p=f(T)= -44,47+0,60735T -4,048 \cdot 10^{-4}T^2+1,048 \cdot 10^{-7}T^3 \frac{J}{mol \cdot K}}\)
wodór \(\displaystyle{ \Delta Hf_{298}=0,0\frac{kJ}{mol}
C_p=f(T)=27,10+9,504 \cdot 10^{-3}T -1,435 \cdot 10^{-5}T^2+7,956 \cdot 10^{-9}T^3 \frac{J}{mol \cdot K}}\)
benzen \(\displaystyle{ \Delta Hf_{298}=82,927\frac{kJ}{mol}
C_p=f(T)= -44,43+0,5262T-3,804 \cdot 10^{-4}T^2+1,085 \cdot 10^{-7}T^3 \frac{J}{mol \cdot K}}\)
metan \(\displaystyle{ \Delta Hf_{298}=-74,852\frac{kJ}{mol}
C_p=f(T)=23,78+8,01951T+6,751 \cdot 10^{-4}T^2 -3,909 \cdot 10^{-8}T^3 \frac{J}{mol \cdot K}}\)