Génie de la Réaction Chimique : les réacteurs homogènes

Le méthane ; en effet il faut, d'après l'équation de la réaction, deux moles de dioxygène pour oxyder une mole de méthane, or on dispose de 35 mol h^-1 de dioxygène susceptible d'oxyder 35/2=17,5 mol h^-1 de méthane, alors que seulement 15 mol h^-1 de méthane entrent dans le réacteur : c'est le réactif limitant.

Note : La réaction est déjà écrite de manière commode, puisque le coefficient stœchiométrique du méthane est -1.

En sortie du réacteur, on a :

$F_{CH_4} = F_{CH_{4,0}} \cdot (1 – X_{CH_4})$ avec $F_{CH_{4,0}} =$ 15 mol h^-1 (où $X_{CH_4} =$ 0,80 en sortie de réacteur)

$F_{O_2} = F_{O_{2,0}} - F_{CH_{4,0}} \cdot X_{CH_4}$ avec $F_{O_{2,0}} =$ 35 mol h^-1

$F_{CO_2} =F_{CO_{2,0}} + F_{CH_{4,0}} \cdot X_{CH_{4,0}}$ avec $F_{CO_{2,0}} =$ 0

$F_{H_2O} = F_{H_{2}O,0} + 2 \cdot F_{CH_{4,0}} \cdot X_{CH_4}$ avec $F_{H_2O,0} =$ 5 mol h^-1

d'où :

$F_{CH_4} =$ 3 mol h^-1

$F_{CO_2} =$12 mol h^-1

$F_{O_2} =$ 11 mol h^-1

$F_{H_2O} =$ 29 mol h^-1