investigacion reactores

7/18/2019 Investigacion Reactores

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Instituto Tecnológico de laLaguna

Laboratorio Integral II

12130280 Jesús Arón LópezMora

Grupo

!ec"a de entrega# 2$ de Ma%o

Ing& !ernando Miranda Aguilar'eactor (u)*ico



Es el dispositivo donde ocurre un cambio en la composición debido a lareacción química. Por lo tanto es cualquier recipiente donde ocurre unareacción química.El problema de la Ingeniería de reactores es realizar el diseño másadecuado, con una metodología independiente del tamaño y reacción

que se lleva a cabo

D i s e ñ o d e lr e a c t o r

C i n é t i c a q u í m i c a :

V e l . d e r e a c c i ó n

E c . c i n é t i c a

i ! o o ! e r a c i ó n :

C o n t i n u a

D i s c o n t i n u a

" e m i c o n t i n u a

# r a d o d e m e $ c l a :

% d e a l

R e a l

& a s e s ! r e s e n t e s :

R . ' o m o ( é n e a

R . ' e t e r o ( é n e a

& e n ó m e n o s f c o s . d e

t r a n s ! o r t e :

C a n t . d e m o ) i m i e n t o

* a t e r i a

E n e r ( í a

e r m o d i n + m i c a :

C a l o r d e r e a c c .

E q u i l i , r i o q c o .

R é ( i m e n t é r m i c o :

% s o t e r m o

A d i a , + t i c o

D i s e ñ o d e lr e a c t o r

C i n é t i c a q u í m i c a :

V e l . d e r e a c c i ó n

E c . c i n é t i c a

i ! o o ! e r a c i ó n :

C o n t i n u a

D i s c o n t i n u a

" e m i c o n t i n u a

# r a d o d e m e $ c l a :

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R e a l

& a s e s ! r e s e n t e s :

R . ' o m o ( é n e a

R . ' e t e r o ( é n e a

& e n ó m e n o s f c o s . d e

t r a n s ! o r t e :

C a n t . d e m o ) i m i e n t o

* a t e r i a

E n e r ( í a

e r m o d i n + m i c a :

C a l o r d e r e a c c .

E q u i l i , r i o q c o .

R é ( i m e n t é r m i c o :

% s o t e r m o

A d i a , + t i c o

+lasi,cación de 'eactoresAquí los reactores se dividen ena! Intermitentes, por lotes o batc".b! #ontinuosc! $emi%continuos o reactores de &u'o no estacionario.En el reactor intermitente. (urante su mane'o en este tipo de reactor serealizan las siguientes operaciones

). $e agrega una carga de reactivos.

*. $e lleva el reactor a condiciones de operación.+. $e mantiene a estas condiciones por un lapso de tiempodeterminado má-imo días!, durante los cuales se realiza lareacción.

. $e lleva al reactor a las condiciones necesarias para descargar elproducto.

/. $e lava el reactor.



#on los cinco pasos anteriores se con0orma el llamado ciclo deoperación. 1a característica principal en los reactores de este tipo es lavariación de las concentraciones dentro del reactor con el tiempo.

2eactores continuos

). 3n &u'o estable de alimentación de reactivos y un &u'o estable desalida de productos.*. Para una posición 4'a a trav5s del tiempo, no varía el grado dereacción y al variar el tiempo se tienen distintas composiciones.(e estas características se deduce que). el reactor continuo permite tener un me'or control sobre la calidad delos productos, lo cual los "ace ideales en el caso de que se desee lograrproducciones grandes.*. 1os costos de instalación y construcción son altos porque entre otrascosas, se requiere un gran sistema de control, pero los costos deoperación son ba'os.

Este tipo de reactores se utilizan en las industrias con altos vol6menesde producción como la re4nación del petróleo.

2!eración %ntermitente 2!eración Continua

Vol3menes de !roducción ,a4os. *ayor )olumen de !roducción.

Costos de in)ersión ,a4os:

a5 Construcción relati)amentesim!le.

,5 "istema de control sencillo

Costos de in)ersión alto

a5 Construcción es!ecifica.

,5 "istemas de control a)an$ado

Costos )aria,les altosa5 Costos de mano de o,ra

6car(ado7 )aciado7 lim!ie$a7etc.5

Costos de o!eración ,a4osa5 Poco 6su!er)isión

instrumental57 se reducen losrie(os de error 68umano5 deo!eración

e9 a en a !ro ucc n6diferentes !roductos en el mismoequi!o5

s!ec cos !or !ro uc o

+lasi,cación de acuerdo al *odo de operaciónEn los reactores se presentan dos opciones respecto al m5todo decontacto de las corrientes de &u'o

• $e "ace todo lo posible para lograr que las corrientes del reactorse mezclen completamente *ezcla co*pleta!.

• $e evita que las corrientes de &u'o se mezclen -u.o pistón!.



a! 2eactoresIntermitentes demezcla completa!

b! 2eactores de mezclacompleta ideal!

c! 2eactores de &u'opistón

/sos co*unesbasados en el*odo de

operación

2!eración intermitente 2!eración continua

2,tención de cinéticas de

reacción 6de,ido a la f+cil

inter!retación de los datos5

Diseño es!ecifico

tem!orada5

es!ecificaciones del !roducto nose alteren en (ran medida a tra)és

del tiem!o

&a,ricación de !roductos de alto

costo

R e a c t i) o s

P r o d u c t o s

D i s c o n t i n u o C o n t i n u o d e

m e $ c l a c o m ! l e t a

C o n t in u o d e

f lu 4 o ! i s t ó n

; í q u i d o

; í q u i d o

" e m i c o n t i n u o

# a s

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R e a c t i) o s

P r o d u c t o s

D i s c o n t i n u o C o n t i n u o d e

m e $ c l a c o m ! l e t a

C o n t in u o d e

f lu 4 o ! i s t ó n

; í q u i d o

; í q u i d o

" e m i c o n t i n u o

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# a s



orciento de uso de reactores en ciertas Industrias

"ector %ndustrial

*odo de o!eración

Discontinuo Continuo

=uímico <> >>

&armacéutico @- 1-

*etal3r(ico :> ?>

Vidrio y cemento :> ?>

Pa!el .> @>

Refinación > 0>

ierentes tipos de 'eactoresE-isten in4nidad de tipos de reactores químicos, y cada uno responde alas necesidades de una situación en particular, entre los tipos másimportantes, más conocidos, y mayormente utilizados en la industria sepuede mencionar los siguientes

'A+T4' T//LA'& En general es cualquier reactor de operacióncontinua, con movimiento constante de uno o todos los reactivos en una

dirección espacial seleccionada, y en el cual no se "ace ning6n intentopor inducir al mezclado. 7ienen 0orma de tubos, los reactivos entran porun e-tremo y salen por el otro.1os reactores tubulares pueden tener sola una pared o se les puedeenc"aquetar para calentarlos o en0riarlos con un &uido circulante detrans0erencia de calor. 1os "ornos e-ternos pueden ser rígidos,cale0actores de tubos o mantillas &e-ibles.1os 2eactores 7ubulares se usan en una gran variedad de industrias

• Petróleo• Petroquímica• Polímero• 8armac5utica• 7ratamiento de (esec"os• Especialidades 9uímicas• Energía Alternativa

1os reactores tubulares se utilizan en una variedad de aplicaciones• #arbonización• (es"idrogenación• :idrogenación



• :idrocraqueo• :idro0ormilación• (escomposición o-idativa• ;-idación Parcial• Polimerización•

2e0ormación

TA5(/ +45 AGITA+I65 +45TI5/A. Este reactor consiste en untanque donde "ay un &u'o continuo de material reaccionante y desde elcual sale continuamente el material que "a reaccionado. 1a agitación delcontenido es esencial, debido a que el &u'o interior debe estar enconstante circulación y así producir una mezcla uni0orme.



'A+T4' L+74 !L/IIA4& $eutiliza para reacciones donde intervenganun sólido y un &uido generalmente ungas!. En estos reactores la corriente de gasse "ace pasar a trav5s de las partículas

sólidas, a una velocidad su4ciente parasuspenderlas, con el movimiento rápido departículas se obtiene un alto grado deuni0ormidad en la temperatura evitando la0ormación de zonas calientes.1a característica distintiva de un reactorde lec"o &uidizado es que el lec"o desólidos o partículas catalíticas estásoportado por un &u'o de gas. Este reactor0acilita la carga y la e-tracción delcatalizador, lo cual es una venta'a cuando

el lec"o de sólidos debe ser eliminado yremplazado con 0recuencia. 3na alta conversión con un gran &u'o esposible con este estilo de reactor. Estos reactores tienen una e-celentetrans0erencia de calor y las características de mezclado. 1os lec"os&uidos "an sido muy usados en los procesos químicos, en los que losparámetros como la di0usión o trans0erencia de calor son los principalesparámetros de diseño. En comparación con el lec"o empacado, un lec"o&uidizado tiene venta'as notables, como un me'or control de latemperatura, sin punto caliente en el lec"o, distribución uni0orme delcatalizador y una mayor duración del catalizador. 1a conveniencia deusar lec"os &uidos depende del logro de una buena mezcla entre los

sólidos y el líquido de suspensión. #asi todas las aplicacionescomerciales importantes de tecnología de lec"o &uidizado son desistemas gas%sólidos.

'A+T4' L+74 !IJ4& 1os reactores de lec"o 4'o consisten en unoo más tubos empacados con partículas de catalizador, que operan enposición vertical. 1as partículas catalíticas pueden variar de tamaño y0orma granulares, cilíndricas, es05ricas, etc. En algunos casos,especialmente con catalizadores metálicos como el platino, no seemplean partículas de metal, sino que 5ste se presenta en 0orma demallas de alambre. El lec"o está constituido por un con'unto de capas de

este material. Estas mallas catalíticas se emplean en procesoscomerciales como por e'emplo para la o-idación de amoniaco y para lao-idación del acetalde"ídico a ácido ac5tico.



1a mayor parte de los procesos catalíticos industriales se llevan a caboen reactores de lec"o 4'o.El amplio es0uerzo desarrollado en el estudio de estos aparatos es0ácilmente 'usti4cable, si se repasan algunos de los procesos que enellos se realizan síntesis de amoniaco , de metanol, de ó-ido de etileno,de cicloe-ano, de estireno, o-idación de an"ídrico sul0uroso, re0ormadocatalítico, isomerización, etc.

'A+T4' L+74 +45 9+/''IMI5T4& En estos reactores el

catalizador sólido está presente como en el lec"o 4'o. 1os reactivos se"acen pasar en corrientes paralelas o a contracorriente a trav5s dellec"o.



'A+T4' /'/JA9& Permiten "acer burbu'ear un reactivogaseoso a trav5s de un líquido con el que puede reaccionar, porque ellíquido contiene un catalizador disuelto, no volátil u otro reactivo. Elproducto se puede sacar del reactor en la corriente gaseosa. $e utilizaen el tratamiento de aguas.

'eactores iológicos de Me*brana&reactor biológico <ultra4ltración!. $e incluyen en las denominadas tecnologías demembrana, las cuales "an e-perimentado un gran desarrollo en la6ltima d5cada. 1a aplicación de estas tecnologías a los =>2 permite la



separación del 0ango y el líquido mediante membranas, obteniendoventa'as importantes 0rente a la separación en los tradicionalesdecantadores secundarios. El aumento de la demanda de agua "aimpulsado la implantación de estos sistemas a escala real,especialmente en aquellos casos en que se plantea la posibilidad de

reutilización de agua.1a demanda de agua potable aumenta constantemente debido0undamentalmente al desarrollo industrial y al aumento de la densidadde población en zonas concretas y, como consecuencia, la cantidad deagua residual que se vierte. Este incremento en la demanda y elvolumen de agua contaminada y su impacto sobre el medio está"aciendo que la presión sobre los niveles de contaminación sea máse-igente y la calidad requerida se acerque a los requerimientos dereutilización. 1os reactores biológicos de membrana suponen unadelanto a los sistemas tradicionales, incorporando en una 6nica etapalas operaciones de aireación, decantación secundaria y 4ltración.

$u 0uncionamiento se basa en que el agua del reactor biológico es4ltrada pasando a trav5s de las paredes de una membrana, debido auna pequeña depresión producida por una bomba centrí0uga. El agua4ltrada es e-traída del sistema mientras el 0ango y los compuestos detamaño superior al poro de la membrana quedan retenidos ypermanecen o retornan al reactor biológico.Este ciclo se alterna con un corto contralavado, en el que se invierte elsentido del &u'o para 0orzar el paso del agua 4ltrada desde el interior ale-terior de la membrana para limpiarla. Periódicamente, en 0unción delgrado de ensuciamiento, se realizan limpiezas químicas en pro0undidadde las membranas mediante su inmersión en una solución de limpieza.

1os =>2 están compuestos por dos partes principales

: 'eactor biológico responsable de la degradación de los compuestospresentes en el agua residual.: Módulo de *e*branas encargado de llevar a cabo la separación0ísica del licor de mezcla.

Además, estos sistemas pueden adoptar dos con4guraciones básicas

Me*branas su*ergidas o siste*a su*ergido 1asmembranas se sit6an dentro del propio reactor biológico,

eliminando las necesidades de bombeo y aprovec"ando laagitación mecánica de la aireación.



Me*branas e;ternas o siste*a de bucle e;terno El

contenido de reactor biológico se bombea al módulo demembranas. 1as venta'as de este modelo residen en que el propiomódulo de membranas sirve de contenedor de limpieza para lasmismas y se evita su manipulación.

1a elección de un sistema u otro depende de cada caso, la ubicación

concreta y las instalaciones e-istentes.

ibliogra)a



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• "ttp??@@@.parrinst.com?es?products?specialty%custom%systems?&uidized%bed%reactors?

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http://www.madrimasd.org/blogs/remtavares/2007/04/12/63351

http://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&sqi=2&ved=0CDAQFjAD&url=http%3A%2F%2Ffcq-reactores.wikispaces.com%2Ffile%2Fview%2FREACTORES.ppt&ei=hEZlVZGMCoGKsQX36YBw&usg=AFQjCNHNeg6iDcEIfErGAthn-1ZBpKipnA&sig2=nX2B_-EJXYYd5pcpUOokTA&bvm=bv.93990622,d.b2w&cad=rja







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