Synthèse de l'oxyde d'éthylène

Sujet du devoir

Exercice: synthèse de l'oxyde d'éthylène

 L'oxyde d'éthylène C2H40 est obtenu par oxydation catalytique de l'éthylène par du dioxygène pur selon la réaction (a):

C2H4 +1/2 O2 =>C2H40      H(à 260°C)= -106 Kmol-1

Cette réaction est réalisée en phase gazeuse dans un réacteur catalytique.

La réaction (b) parasite suivante a lieu simultanément: 

C2H4 + 3 O2 => 2 CO2 + 2 H2O     H(à 260°C)= -1322 kJ;mol-1 

                   DÉBITS MOLAIRES AUX BORNES du REACTEUR (en kmol.h 1)

                                                           C2H4   CH4    O2    C2H4O     CO2      H2O

M(g/mol)                                              28       16      32       44         44         18

Courant n°1(entrée réacteur) kmol.h-1   2700  9720  1080     0            0           0

Courant n°2 (sortie réacteur) kmol.h-1      ?         ?       ?         ?           ?           ?

 (A l'entrée du réacteur, il y a un débit de CH4 assez élevé? cela vient du fait que l'éthylène utilisé contient du CH4; lors du recyclage des réactifs, CH4, qui ne réagit pas dans les conditions expérimentales (inerte) s'accumule).

1) Taux de conversion

Le taux de conversion de l'éthylène lors d'un passage dans le réacteur est égal à 18,0 %Déterminer les débits d'éthylène et de méthane sortant du réacteur.

2) Sélectivité

La sélectivité pour la réaction (a) principale est égale à 75,0%. En déduire tous les autres débits molaires sortant du réacteur.

Vérification: comparer les débit masse totaux entrant et sortant du réacteur.

3) Rendement

Déterminer les rendements en oxyde d'éthylène par rapport à C2H4 pour un passage dans le réacteur

4) déterminer le flux de chaleur par les réactions

Où j'en suis dans mon devoir

Voilà ce que j'ai fait, mais je ne suis pas sûre que c'est juste:

1) taux de conversion= débit sortant / débit entrant

Débit de l'éthylène=2700* 18/100= 486 kmol-1

Débit de méthane= 2700* 18/100 = 1749.6 kmol-1

2) C2H4          +    1/2 O2              => C2H40      

EI     2700              9720                          0

A      2700-x           9720-1/2x                   x

EF      2700               19440                      x= 2700

donc débit de l'oxyde étylène= 2700 * 75/100=2025 kmol.h-1 mais je pense que mon tableau d'avancement est faux et donc ce débit aussi car je ne me suis  pas servie des masses molaires. Je ne comprends pas bien cette question.

         C2H4 +         3 O2              =>    2 CO2 +               2 H2O   

EI     2700              9720                          0                         0

A      2700-x           9720-3x                    2 x                       2x

EF      2700               3240                     x= 5400            x=5400

Débit de CO2 et H2O = 5400*25/100= 1350 kmol.h-1

3) Rendement =  Débit de l'oxyde d'éthylène/ Débit de l'éthylène*100= 1350/2700*100=50%

4) je ne vois pas quel calcul il faut faire pour trouver le flux...