Este documento presenta una introducción a la ingeniería de las reacciones químicas. Explica conceptos básicos de cinética química y clasificaciones de reacciones químicas. También describe diferentes tipos de reactores químicos como reactores discontinuos, continuos y de lecho fijo o fluidizado. Finalmente, ofrece una breve definición de la cinética química.

1. INGENIERIA DE LAS REACIONES QUIMICAS.
PRESENTA
NOMBRE: JUAN PABLO JIMENEZ BETANCURT.
PORLAMAR/AGOSTO/2015.

2. INTRODUCION DE LA INGENIERIA DE LAS REACCIONES
QUIMICAS.
 La Ingeniería de la Reacción Química se ocupa del estudio de las
reacciones químicas con el objeto de diseñar, a escala industrial, los
recipientes en los que se han de llevar a cabo, los reactores. Así
pues, se abordan en primer lugar algunos conceptos básicos de
cinética química que permiten definir, formular y determinar la
ecuación cinética, ecuación diferencial que expresa la velocidad de
una reacción en función de todos los factores que influyen sobre
ella. Asimismo se consideran los fundamentos básicos que han de
tener en cuenta para el diseño de un reactor, analizando los
diferentes aspectos que tienen mayor influencia en el mismo.

3. Clasificación de las reacciones.
 Existen muchas maneras de clasificar las reacciones químicas. En la
ingeniería de las reacciones químicas. probablemente el método mas útil
sea dividirlas según el numero y tipo de fases implicadas. de donde
resultan dos grandes grupos: sistemas homogéneos y sistemas
heterogéneos. Una reacción es homogénea si se realiza en una sola fase.
heterogénea, si para que se efectúe a la velocidad a la que lo hace, se
requiere la presencia de al menos dos fases. Resulta irrelevante si la
reacción se efectúa en una dos o mas fases en una interface. o si los
reactivos y los productos se distribuyen entre las fases o estén todos en
una sola de ellas; lo que importa es que se requieren al menos dos fases
para que la reacción se lleve a cabo del modo que lo hace.

4. • Clasificación de las reacciones químicas que
se emplean en el diseño de reactores.
HOMOGENEAS
HETEROGENEAS
NO CATALITICAS CATALITICAS
LA MAYORIA DE LAS REACCIONES EN LA MAYORIA DE LAS REACCIONES
FASE GASEOSA. EN FASE LIQUIDA.
REACIONES RAPIDAS COMO REACIONES ES SISTEMAS COLOIDALES.
COMBUSTION DE UNA LLAMA.
REACIONES ENZIMATICAS Y MICROBIANAS.
QUEMADO DEL CARBON SISTECIAS DE AMONIACO
TOSTACION DE MENA OXIDACION DE AMONIACO A ACIDO NITRICO
ATAQUE DE SOLIDOS POR ACIDOS ACIDO NITRICO
ABSORCION GAS-LIQUIDO CON REACCION CRAQUEO DE PETROLEO CRUDO
REDUCION DE MENA DE HIERRO A HIERRO OXIDACION DE 𝑆𝑂₂ a SO₃
Y ACERO

5. Tipos de Reacciones químicas.
• Reacciones irreversibles: Transcurre en un solo sentido con consumo total de al
menos uno de sus reactivos. Se indica con una sola flecha (→)
• Reacciones Reversibles: Por reacción delos productos obtenidos, se vuelven a
formar las sustancias originales, alcanzándose un equilibrio, se indica con doble
flecha (↔)
• Reacciones exotérmicas: Trascurre con desprendimiento de calor.
• Reacciones endotérmicas: Transcurre con absorción de calor.
• Reacciones de combinación: Dos o mas reactivos dan un solo producto.
• Reacciones de descomposición: A partir de un solo reactivo se obtiene dos o mas
productos.
• Reacciones de desplazamiento: Una sustancia simple (elemento metálico)
reacciona con un compuesto (acido o sal) desplazando uno de los componentes
(hidrogeno del acido o elemento metálico de la sal ) y uniéndose al resto

6. Reactores químicos.

7. Ejemplo del funcionamiento de un reactor químico para
separar el gasóleo en naftalina:

8. Tipos de Reactores químicos.
a) REACTOR DISCONTINUO. Es aquel en donde no entra ni sale material durante la
reacción, sino mas bien, al inicio del proceso se introducen los materiales, se lleva a las
condiciones de presión y temperatura requeridas, y se deja reaccionar por un tiempo
preestablecido, luego se descargan los productos de la reacción y los reactantes no
convertidos. También es conocido como reactor tipo Batch.
b) REACTOR CONTINUO. Mientras tiene lugar la reacción química al interior del
reactor, éste se alimenta constantemente de material reactante, y también se retira
ininterrumpidamente los productos de la reacción.
c) REACTOR SEMICONTINUO: Es aquel en el cual inicialmente se carga de material
todo el reactor, y a medida que tiene lugar la reacción, se va retirando productos y
también incorporando más material de manera casi continua.
d) REACTOR TUBULAR. En general es cualquier reactor de operación continua, con
movimiento constante de uno o todos los reactivos en una dirección espacial
seleccionada, y en el cual no se hace ningún intento por inducir al mezclado. Tienen
forma de tubos, los reactivos entran por un extremo y salen por el otro.

9. Tipos de Reactores químicos.
1. e) TANQUE CON AGITACIÓN CONTINUA. Este reactor consiste en un tanque
donde hay un flujo continuo de material reaccionante y desde el cual sale
continuamente el material que ha reaccionado. La agitación del contenido es
esencial, debido a que el flujo interior debe estar en constante circulación y así
producir una mezcla uniforme.
f) REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO. Se utiliza para reacciones donde
intervengan un sólido y un fluido (generalmente un gas). En estos reactores la
corriente de gas se hace pasar a través de las partículas sólidas, a una velocidad
suficiente para suspenderlas, con el movimiento rápido de partículas se obtiene
un alto grado de uniformidad en la temperatura evitando la formación de zonas
calientes.
g) REACTOR DE LECHO FIJO. Los reactores de lecho fijo consisten en uno o
más tubos empacados con partículas de catalizador, que operan en posición
vertical. Las partículas catalíticas pueden variar de tamaño y forma: granulares,
cilíndricas, esféricas, etc. En algunos casos, especialmente con catalizadores
metálicos como el platino, no se emplean partículas de metal, sino que éste se
presenta en forma de mallas de alambre.

10. Tipos de Reactores químicos.

11. Tipos de Reactores químicos.

12. Cinética Química.

13. Cinética Química.
• La cinética química es un área de la fisicoquímica que se encarga del
estudio de la rapidez de reacción, cómo cambia la rapidez de reacción bajo
condiciones variables y qué eventos moleculares se efectúan mediante la
reacción general (Difusión, ciencia de superficies, catálisis). La cinética
química es un estudio puramente empírico y experimental; el área
química que permite indagar en las mecánicas de reacción se conoce
como dinámica química.