REACTORES QUÍMICOS
UNIDAD I REACTORES HOMOGÉNEOS
REACTOR: Es un equipo en el que se lleva acabo una reacción química en un
tiempo determinado. A condiciones de presión y temperatura dadas.
Objetivo de Diseño: Obtener un producto específico en una cierta cantidad por
unidad de tiempo.
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Diseño:
Proceso = Producto que se desea obtener
Viabilidad económica Cantidad que se necesita producir Oferta y demanda del producto
Tipo de reactor
Proceso completo o parte de un proceso mas complejo
Estado físico de los reactivos a la entrada del reactor Presión, composición, temperatura
Velocidad de reacción
Tiempo
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CLASIFICACIÓN:
HOMOGÉNEOS: se tiene solamente una fase (gas o líquido)
A + B + C = ABC Producto homogéneo
Más de un reaccionante
HETEROGÉNEOS: Se tienen 2 o 3 fases; gas – líquido, gas – sólido, líquido sólido,
líquido – líquido.
Para el caso de una fase sólida = se tiene como sólido al catalizador.
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SUBDIVISIÓN:
CONTINUOS ; Operación continua
DISCONTINUOS: por lotes o batchREACTORES
Reactor discontinuo
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Reactor continuo de tanque agitado
C. S. T. R o de mezcla completa
Adecuado para reacciones en fase líquida
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Reactor continuo de tanque agitado en serie
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REACTORES INTERMITENTES
Un reactor intermitente se emplea para operaciones a
pequeña escala para probar nuevos procesos que aún no
se han desarrollado en su totalidad, para fabricar
productos costosos y para procesos difíciles de convertir
en operaciones continuas. El reactor intermitente tiene la
ventaja de permitir una alta conversión, que puede
obtenerse dejando el reactivo dentro del reactor por
periodos prolongados, pero también cuenta con la
desventaja del alto costo de mano de obra por lote, la
variabilidad del producto de un lote a otro y la dificultad
para producción a gran escala.
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REACTOR INTERMITENTE (BATCH)
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REACTOR TUBULAR
En el reactor tubular, los materiales que reaccionan se consumen
de manera continua a medida que fluyen a lo largo del reactor.
Al modelar el reactor tubular asumimos que la concentración
varía continuamente en la dirección axial a todo lo largo del
reactor. Por consiguiente, la velocidad de reacción, que es una
función de la concentración para todas las reacciones, excepto
las de orden cero, también variará axialmente. En el perfil de flujo
tapón la velocidad es uniforme y no hay variación radial en la
velocidad de reacción y el reactor se denomina reactor de flujo
tapón (PFR).
Se emplea comúnmente en fase gaseosa.
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La principal diferencia entre los cálculos de diseño de
reactores en los que intervienen reacciones homogéneas y
aquellos en los cuales se realizan reacciones heterogéneas,
fluido-sólido, es que en el segundo caso la reacción tiene
lugar sobre la superficie del catalizador. Por consiguiente, la
velocidad de reacción se basa en la masa de catalizador
sólido, W y no el volumen del reactor V.
REACTOR DE LECHO EMPACADO
Para un sistema heterogéneo fluido-sólido, la velocidad de
reacción de una sustancia A se define como
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REACTOR CATALÍTICO
LONGITUDINAL
DE LECHO EMPACADO
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BALANCES DE MOLES PARA REACTORES
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BIBLIOGRAFÍA
• Fogler, H. S. (2006). Elements of Chemical Reaction Engineering (4
ed.). Prentice Hall International Series.
• Harriot, P., Hayes, R., &Mmbaga, J. (2002). Introduction to Chemical
Reactor Analysis (2 ed.). U.S.A.: CRC Press
• Levenspiel, O. (2004). Chemical Reaction Engineering (3 ed.). New
York: John Wiley and Sons.
RESUMEN Y ADAPTACIÓN: M. I. LETICIA JUDITH MORENO MENDOZA
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