Materia: Laboratorio Integral II Profesor: Dr. Eder Jess Valentn Lugo Medina

UNIDAD 3. Reactores Qumicos idealesOPERACIN DE UN REACTOR

Materia: Laboratorio Integral II

Profesor: Dr. Eder Jess Valentn Lugo MedinaMedina Garca Cecilia SaraiINSTITUTO TECNOLGICO DE LOS MOCHISNOVIEMBRE, 2016

Qu es un Reactor Qumico?Un reactor qumico es un dispositivo donde ocurre un cambio en la composicin debido a la reaccin qumica, por tanto, se nombrar as a cualquier recipiente en el cual ocurra una reaccin.

El problema de ingeniera de reactores es realizar el diseo ms adecuado, puesto que los reactores se fabrican de todos los colores, formas y tamaos, y se usan para todo tipo de reacciones.

Qu es un Reactor Qumico?Las primeras decisiones que se deben de hacer en el diseo se refieren a la seleccin del tipo de reactor y del mtodo de operacin, posteriormente se evala el funcionamiento del reactor. Entre las siguientes consideraciones, se tienen las temperaturas, presiones y composiciones dentro del reactor.

Las primeras decisiones son imposibles si no se llevan a cabo clculos de funcionamiento para diversos tipos de reactores. En ltima instancia, la seleccin del reactor puede tener que hacerse en base a utilidades, grado de seguridad y factores ambientales. Adems, el tipo de sistema reaccionante puede ser un factor primario en la determinacin del tipo de reactor y del mtodo de operacin.

Cmo surgieron los Reactores Qumicos?

Operacin de un Reactor

Se define como el estudio de la velocidad de reaccin, y el mecanismo, por medio de los cuales una especie qumica se transforma en otra.Puesto que es una relacin de la entrada y salida del reactor, que permite as comparar diseos y condiciones diferentes en la seleccin del mejor reactor.

Se refiere a como los materiales circulan a travs y se relacionan uno con otro en el reactor, cuan tarde o temprano se mezclan, su estado de agregacin.

Tipos de Reactores INTERMITENTES (BATCH)El reactor intermitente tiene la ventaja de permitir una alta conversin, que puede obtenerse dejando el reactivo dentro del reactor por periodos prolongados, pero tambin cuenta con la desventaja del alto costo de mano de obra por lote, la variabilidad del producto de un lote con otro y la dificultad para produccin a gran escala.

Su operacin se divide en 5 pasos:Se agrega una carga de reactivos.Se lleva el reactor a condiciones de operacin.Se mantiene a estas condiciones un lapso de tiempo determinado, durante los cuales se realiza la reaccin.Se lleva al reactor a las condiciones necesarias para descargar el producto.Se lava el reactor.

Un balance de materia alrededor de todo el reactor para cualquier reactante A conduce a:

BATCH

REACTOR FLUJO CONTINUO Los reactores de flujo continuo casi siempre operan en estado estacionario. Se consideran tres tipos principalmente:Reactor continuo de mezcla perfecta (CSTR)Reactor de flujo tapn (PFR)Reactor empacado (PBR)Reactores continuos de mezcla perfecta en estado estacionario (Cstr)En estos reactores, no hay dependencia del tiempo o de la posicin en la temperatura, la concentracin o la velocidad de reaccin dentro del CSTR. Es decir, todas las variables son iguales en todos los puntos del interior del reactor. Como se plantea esta condicin, por ende la temperatura y la concentracin son idnticas en todo el interior del recipiente de reaccin como en la corriente de salida.

Para proceder con las ecuaciones del reactor CSTR. Se requiere un balance de materia para cualquier reactante A alrededor del volumen total V da:

CSTR

Reactores de flujo pistnEl tipo de reactores que hace referencia a aquellos en que los materiales que reaccionan se consumen de manera continua a medida que fluyen a lo largo del reactor, son los reactores tubulares; su modelo dice que la concentracin vara en direccin axial a lo largo del mismo. Por consiguiente, la velocidad de reaccin, que es una funcin de la concentracin, variar tambin axialmente. Para aquellos sistemas en los cuales el campo de flujo pueda representarse por un modelo correspondiente a un perfil de flujo tapn, es decir de velocidad uniforme como en el flujo turbulento; se presentan casos donde no hay variacin radial de la velocidad de reaccin y se denomina reactor de flujo tapn (PFR).

CSTR

Reactores de lecho empacado

Tambin conocido como reactor de lecho fijo. Los reactores de lecho fijo consisten en uno o ms tubos empacados con partculas que operan en posicin vertical. Este diseo pertenece a reactores en los cuales se realizan reacciones heterogneas, fluido-slido, en este caso la reaccin tiene lugar sobre la superficie de un catalizador.

PBR

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