3. Tipos de reactores
Reactor por lotes (Batch)
Continuous Stirred Tank Reactor
(CSTR) o Reactor de mezcla
perfecta
Plug Flow Reactor (PFR) o reactor
continuo de flujo ideal
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11. Isotermas de adsorción
Sea la adsorción:
𝐴 + 𝑆 ↔ 𝐴 ∙ 𝑆
Donde:
A: La especie química
S: Sitio activo
CA·S= Concentración de la especie A adsorbida en el sitio activo S
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12. Isotermas de adsorción
Balance de sitios:
𝐶𝑇 = 𝐶𝑣 + 𝐶𝐴∙𝑆 + 𝐶𝐵∙𝑆
Donde:
CT: Concentración molar total (mol/g·cat)
CA: Concentración molar de la especie A adsorbida (mol/g·cat)
CB: Concentración molar de la especie B adsorbida (mol/g·cat)
CV: Concentración molar de sitios vacantes (mol/g·cat)
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13. Isotermas de adsorción
Las isotermas muestran la cantidad de un gas que se adsorbe en un
sólido a diferentes presiones, pero a una sola temperatura.
Se postulan dos tipos de adsorción:
Adsorción molecular o no disociativa
Adsorción disociativa
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14. Isotermas de adsorción
Adsorción molecular o no disociativa:
𝐶𝑂 + 𝑆 ↔ 𝐶𝑂 ∙ 𝑆
Velocidad de adsorción =
Velocidad de desorción =
Velocidad neta de adsorción =
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28. Paso limitante de una reacción
Ejemplo: Reacción de síntesis amoníaco
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29. Enfoque Langmuir - Hinshelwood
El enfoque consiste en suponer primero una sucesión de pasos de reacción. Al escribir esta
sucesión se debe seleccionar entre mecanismos de adsorción; por ejemplo, molecular o
atómico. Si la reacción es en sitio único o sitio doble. Luego se escriben las leyes de velocidad
para los pasos individuales, suponiendo que todos los pasos son reversibles. Por último se
postula un paso limitante de la velocidad y se usan los pasos no limitantes para eliminar los
términos que dependen de la cobertura.
Usaremos la siguiente reacción para ejemplificar:
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51. Ejercicio de aplicación
La siguiente reacción se efectúa en un reactor de lecho empacado.
𝐶6𝐻5𝐶𝐻3 + 𝐻2 → 𝐶6𝐻6 + 𝐶𝐻4
La velocidad de alimentación molar de tolueno al reactor es de 50 mol/min y el reactor se opera
a 40 atm y 640 °C. La alimentación consiste en 30 % de tolueno, 45 % de hidrógeno y 25 % de
inertes. Se usa hidrógeno en exceso para ayudar a evitar la coquificación.
a) Calcule la X
b) Grafique W vs X
c) Grafique las presiones parciales del tolueno, hidrógeno y el benceno en función del peso del
catalizador.
Dato: Asumir que el peso del catalizador empleado es de 10000 kg.
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53. Ejercicio de aplicación
e) ¿Cuál es el peso del catalizador que podemos tener sin bajar la presión de 1 atm?
f) Grafique W vs X, y (caída de presión)
g) Grafique las presiones parciales del tolueno, hidrógeno y el benceno en función del peso del
catalizador.
Dato:
El parámetro de caída de presión es 9.8∙10-5 Kg−1.
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