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REACTORES QUÍMICOS
1.  BALANCE DE MOLES
1.1 Identidad química ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.2  Tasa de reacción ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.3  Ecuación básica de Ingeniería de las reacciones químicas F jo F j
1.2  Reactor por lotes Un reactor por lotes no tiene flujo de entrada  de reactivos ni flujo de salida de productos  mientras la reacción se está efectuando:  F jo =F j =0 Para un reactor de mezcla perfecta, r j  es  constante para todo el volumen.  Resolviendo la integral, se obtiene: N j t
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.3  Reactor de tanque con agitación continua (CTSR) Reactivos F jo Productos F j El CTSR normalmente se opera en estado estacionario y de modo que esté muy bien Mezclado.  Como resultado de esto último, el reactor se modela sin variaciones espaciales de  la concentración, temperatura o velocidad de reacción en todos los puntos del recipiente. r j
1.4  Reactor Tubular  (PFR) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],F j F jo F j (y) F j (y+  y) y y+  y N j V
[object Object],[object Object],[object Object]
1.5  Reactor de Lecho empacado (PBR) F j F jo F j (W) F j (W+  W) W W+  W En reactores en los que intervienen reacciones heterogéneas fluido-sólido la velocidad de reacción se basa en la masa de catalizador sólido, W.  La  deducción para un reactor PBR es  análoga a la de un reactor tubular, pero sustituyendo la coordenada de volumen , V, por la coordenada de masa W. N j W
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Problemas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object]
2.  Conversión y Tamaño del reactor
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
2.2  Ecuaciones de diseño ,[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object]
[object Object]
2.3  Dimensionamiento del reactor ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Gráficas de Levenspiel
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Utilizando los datos de la tabla, calcule el volumen necesario para alcanzar una  conversión de 80% en un CSTR.  Sombree en la figura el área que, al multiplicarse por F A0 , daría el volumen de un CSTR necesario para lograr una conversión de 80% (es decir X=0.8) (R=8.314 kPa dm 3  / mol K) 0.00100 0.85 0.00125 0.8 0.00180 0.7 0.00250 0.6 0.00330 0.5 0.00400 0.4 0.00450 0.3 0.00500 0.2 0.00520 0.1 0.00530 0.0 -r A  (mol/dm 3 ·s) X
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
2.3  Reactores en serie ,[object Object],[object Object]
[object Object],V1 V2 V3 X=0 F A0 X 1 F A1 X 2 F A2 X 3 F A3 F A0 /-r A 1 X 1 X 2 X 3 V 1 V 2 V 3
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],V1 X 0 F A0 X 1 F A1 V2 X 2 F A2
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],V1 X=0 F A0 X 1 F A1 V2 X 1 =0.4 X 2 =0.8 F A2
[object Object],[object Object],[object Object],V2 X 2 =0.8 F A2 V1 X=0 F A0 X 1 F A1 V1 X 0 F A0 V2 X 1 =0.4 X 2 =0.8 F A2
2.4  Velocidades de reacción relativas ,[object Object],[object Object],[object Object]
2.5  Espacio tiempo ,[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],0.6 0.4 0.2 0 X 0.001 0.002 0.005 0.01 -rA (mol/dm 3 ·s) x 10 3

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Reactores Químicos 01

  • 2. 1. BALANCE DE MOLES
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6. 1.3 Ecuación básica de Ingeniería de las reacciones químicas F jo F j
  • 7. 1.2 Reactor por lotes Un reactor por lotes no tiene flujo de entrada de reactivos ni flujo de salida de productos mientras la reacción se está efectuando: F jo =F j =0 Para un reactor de mezcla perfecta, r j es constante para todo el volumen. Resolviendo la integral, se obtiene: N j t
  • 8.
  • 9. 1.3 Reactor de tanque con agitación continua (CTSR) Reactivos F jo Productos F j El CTSR normalmente se opera en estado estacionario y de modo que esté muy bien Mezclado. Como resultado de esto último, el reactor se modela sin variaciones espaciales de la concentración, temperatura o velocidad de reacción en todos los puntos del recipiente. r j
  • 10.
  • 11.
  • 12. 1.5 Reactor de Lecho empacado (PBR) F j F jo F j (W) F j (W+  W) W W+  W En reactores en los que intervienen reacciones heterogéneas fluido-sólido la velocidad de reacción se basa en la masa de catalizador sólido, W. La deducción para un reactor PBR es análoga a la de un reactor tubular, pero sustituyendo la coordenada de volumen , V, por la coordenada de masa W. N j W
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18. 2. Conversión y Tamaño del reactor
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26.
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