Conversió (química)

La conversió i els seus conceptes relacionats de rendiment i selectivitat són importants en l'enginyeria de les reaccions químiques. Es defineixen com a ràtios de la quantitat de reactant que ha reaccionat (X — conversió, normalment ente zero i u), quantitat de producte generat (Y — rendiment, normalment també entre zero i u) i la quantitat de producte generat en comparació als subproductes sense interés (S — selectivitat).

La conversió es pot definir per a reactors (semi-) discontinus i continus i com a conversió instantània o global.

SuposicionsModifica

Es fixen les següents suposicions:

  • Es desenvolupen les següents reaccions:
 ,

on   i   són els coefficients estequiomètrics. Per a múltiples reaccions en paral·lel, les definicions són vàlides, tant per reacció o per la reacció limitant.

  • En les reaccions en discontinu s'assumeix que tots els reactants s'incorporen a l'inici.
  • En les reaccions en semi-discontinu s'assumeix que alguns dels reactants s'incorporen a l'inici, la resta s'alimenten durant el procés.
  • En les reaccions en continu s'assumeix que tots els reactants s'incorporen i els productes s'evacuen contínuament i en estat estacionari.

ConversióModifica

La conversió es pot dividir en conversió instantània i global. En els processos en continu les dues són iguals, mentre que en discontinu i semi-discontinu hi ha diferències importants. Per tant, per a múltiples reactants, la conversió es pot definir com a global o per reactant.

Conversió instantàniaModifica

Semi-discontinuModifica

En aquestes condicions hi ha diferents definicions. Una d'elles descriu la conversió instantània com a la ràtio entre la quantitat convertida instantàniament i la quantitat d'alimentació en aquell instant:

 .

Aquesta ràtio pot ser més gran que 1. Quan es talla l'alimentació, el seu valor no està definit.

Conversió globalModifica

Discontinu (aquesta és la forma establerta)Modifica

 

Semi-discontinuModifica

Conversió total del procés:

 

Conversió total dels reactants alimentats:

 

Continu (aquesta és la forma establerta)Modifica