Réaction exothermique équilibrée
La réaction en phase gazeuse A + B = C + D est mise en œuvre en mode adiabatique dans une série de réacteurs catalytiques à lits fixes avec des refroidissements intermédiaires.
L'alimentation est équimolaire en A et B, sans inertes. Le mélange est alimenté à un débit FA0 = FB0 = 10 mol min-1, à une température de 50°C, qui est la plus basse à laquelle le mélange peut être refroidi. Les capacités calorifiques molaires des réactifs et des produits sont identiques : CpA = CpB = CpC = CpD = 100 J mol-1 K-1.
La quantité de catalyseurs dans chaque réacteur permet d'atteindre 99,9 % de la conversion à l'équilibre. La réaction est équilibrée et exothermique.
On donne ΔrH = -120 kJ mol-1 et la constante d'équilibre à 50°C est Keq = 50 000.
Question
Si 4 réacteurs et 3 refroidisseurs intermédiaires, qui permettent de refroidir le mélange jusqu'à 50°C, sont disponibles, quelle conversion pourrait être atteinte ?
