A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | AA | AB | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | Equilibrium Ammonia Reactor | |||||||||||||||||||||||||||
2 | ||||||||||||||||||||||||||||
3 | ||||||||||||||||||||||||||||
4 | ||||||||||||||||||||||||||||
5 | Instructions: The objective is to determine the extents of reaction for an equilibrium ammonia reactor This spreadsheet uses the Solver Add-on available at no cost from the Chrome App Store. Green cells denote user input, yellow are decision variable determined by the solver, the red cell is the problem objective. | |||||||||||||||||||||||||||
6 | Solver Add-on: | Solver | ||||||||||||||||||||||||||
7 | ||||||||||||||||||||||||||||
8 | Reaction Stoichiometry | |||||||||||||||||||||||||||
9 | Stoichiometric | Delta Hf | Delta Gf | |||||||||||||||||||||||||
10 | Coefficient | [Joules] | [Joules] | |||||||||||||||||||||||||
11 | Nitrogen | -1.0 | 0.0 | 0.0 | ||||||||||||||||||||||||
12 | Hydrogen | -3.0 | 0.0 | 0.0 | ||||||||||||||||||||||||
13 | Ammonia | 2.0 | -45900.0 | -16400.0 | ||||||||||||||||||||||||
14 | WEIGHTED SUM | -91800.0 | -32800.0 | |||||||||||||||||||||||||
15 | ||||||||||||||||||||||||||||
16 | Operating Conditions | |||||||||||||||||||||||||||
17 | Temperature | 750 | Kelvin | |||||||||||||||||||||||||
18 | Pressure | 200 | atm | |||||||||||||||||||||||||
19 | Gas Constant (R) | 8.314 | J/K/gmol | |||||||||||||||||||||||||
20 | ln Ka | -9.079500799 | << computed using van't Hoff equation | |||||||||||||||||||||||||
21 | ||||||||||||||||||||||||||||
22 | Stream Table | |||||||||||||||||||||||||||
23 | Inlet Flow | Outlet Flow | Outlet Mole | Partial Pressure | ln(P) | |||||||||||||||||||||||
24 | [kg-mol/hr] | [kg-mol/hr] | Fraction | [atm] | ||||||||||||||||||||||||
25 | Nitrogen | 1000.0 | 407.7 | 0.1069 | 21.37 | 3.06 | ||||||||||||||||||||||
26 | Hydrogen | 4000.0 | 2223.2 | 0.5827 | 116.54 | 4.76 | ||||||||||||||||||||||
27 | Ammonia | 0.0 | 1184.5 | 0.3105 | 62.09 | 4.13 | ||||||||||||||||||||||
28 | TOTAL | 5000.0 | 3815.5 | 1.0000 | 200.00 | |||||||||||||||||||||||
29 | ||||||||||||||||||||||||||||
30 | Extent | 592.27 | kgmol/hour | << the solver adjusts thiis variable to satisfy equilibrium condition. | ||||||||||||||||||||||||
31 | ln Kp | -9.079500799 | << computed by weighted sum of ln(P) | |||||||||||||||||||||||||
32 | ln Ka - ln Kp | 0.000000000 | << will be zero for the equilibrium extent of reaction | |||||||||||||||||||||||||
33 | ||||||||||||||||||||||||||||
34 | ||||||||||||||||||||||||||||
35 | ||||||||||||||||||||||||||||
36 | ||||||||||||||||||||||||||||
37 | ||||||||||||||||||||||||||||
38 | ||||||||||||||||||||||||||||
39 | ||||||||||||||||||||||||||||
40 | ||||||||||||||||||||||||||||
41 | ||||||||||||||||||||||||||||
42 | ||||||||||||||||||||||||||||
43 | ||||||||||||||||||||||||||||
44 | ||||||||||||||||||||||||||||
45 | ||||||||||||||||||||||||||||
46 | ||||||||||||||||||||||||||||
47 | ||||||||||||||||||||||||||||
48 | ||||||||||||||||||||||||||||
49 | ||||||||||||||||||||||||||||
50 | ||||||||||||||||||||||||||||
51 | ||||||||||||||||||||||||||||
52 | ||||||||||||||||||||||||||||
53 | ||||||||||||||||||||||||||||
54 | ||||||||||||||||||||||||||||
55 | ||||||||||||||||||||||||||||
56 | ||||||||||||||||||||||||||||
57 | ||||||||||||||||||||||||||||
58 | ||||||||||||||||||||||||||||
59 | ||||||||||||||||||||||||||||
60 | ||||||||||||||||||||||||||||
61 | ||||||||||||||||||||||||||||
62 | ||||||||||||||||||||||||||||
63 | ||||||||||||||||||||||||||||
64 | ||||||||||||||||||||||||||||
65 | ||||||||||||||||||||||||||||
66 | ||||||||||||||||||||||||||||
67 | ||||||||||||||||||||||||||||
68 | ||||||||||||||||||||||||||||
69 | ||||||||||||||||||||||||||||
70 | ||||||||||||||||||||||||||||
71 | ||||||||||||||||||||||||||||
72 | ||||||||||||||||||||||||||||
73 | ||||||||||||||||||||||||||||
74 | ||||||||||||||||||||||||||||
75 | ||||||||||||||||||||||||||||
76 | ||||||||||||||||||||||||||||
77 | ||||||||||||||||||||||||||||
78 | ||||||||||||||||||||||||||||
79 | ||||||||||||||||||||||||||||
80 | ||||||||||||||||||||||||||||
81 | ||||||||||||||||||||||||||||
82 | ||||||||||||||||||||||||||||
83 | ||||||||||||||||||||||||||||
84 | ||||||||||||||||||||||||||||
85 | ||||||||||||||||||||||||||||
86 | ||||||||||||||||||||||||||||
87 | ||||||||||||||||||||||||||||
88 | ||||||||||||||||||||||||||||
89 | ||||||||||||||||||||||||||||
90 | ||||||||||||||||||||||||||||
91 | ||||||||||||||||||||||||||||
92 | ||||||||||||||||||||||||||||
93 | ||||||||||||||||||||||||||||
94 | ||||||||||||||||||||||||||||
95 | ||||||||||||||||||||||||||||
96 | ||||||||||||||||||||||||||||
97 | ||||||||||||||||||||||||||||
98 | ||||||||||||||||||||||||||||
99 | ||||||||||||||||||||||||||||
100 |