4. Reactor Por Lotes Perfectamente Agitado 1

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<ul><li><p>Ingeniera de Reactores </p><p>Dr. Sergio A. Baz Rodrguez </p><p>Ingeniera Qumica Industrial </p><p>Facultad de Ingeniera Qumica </p><p>Universidad Autnoma de Yucatn </p></li><li><p>CONTENIDO DE LA CLASE </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES: TEORA Y </p><p>EJERCICIOS </p></li><li><p>Clasificacin de los Reactores Qumicos </p><p>Gas-liquidoFluido-fluido</p><p>Liquido-liquido</p><p>Reactores heterogeneos Lecho fluidizadoSolido-fluido</p><p>(por lotes o continuos) Lecho empacado</p><p>Lecho percoladorMultifasicos</p><p>Gas-suspension solido/liquido</p><p>Agitado por Lotes</p><p>Reactores Homogeneos Agitado ContinuoContinuos</p><p>Flujo Piston</p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Agitado por Lotes</p><p>Reactores Ideales Homogeneos Reactor Agitado Continuo (RAC)</p><p>Continuos</p><p>Reactor de Flujo Piston (RFP)</p></li><li><p>Agitado por Lotes</p><p>Reactores Ideales Homogeneos Reactor Agitado Continuo (RAC)</p><p>Continuos</p><p>Reactor de Flujo Piston (RFP)</p><p>FASE LQUIDA </p><p>FASE GASEOSA </p></li><li><p>Agitado por Lotes</p><p>Reactores Ideales Homogeneos Reactor Agitado Continuo (RAC)</p><p>Continuos</p><p>Reactor de Flujo Piston (RFP)</p><p>FASE LQUIDA </p><p>FASE GASEOSA </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Agitado por Lotes</p><p>Reactores Ideales Homogeneos Reactor Agitado Continuo (RAC)</p><p>Continuos</p><p>Reactor de Flujo Piston (RFP)</p><p>ISOTRMICOS </p><p>NO-ISOTRMICOS </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Agitado por Lotes</p><p>Reactores Ideales Homogeneos Reactor Agitado Continuo (RAC)</p><p>Continuos</p><p>Reactor de Flujo Piston (RFP)</p><p>ISOTRMICOS </p><p>NO-ISOTRMICOS </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Reactores por Lotes Perfectamente Agitado (LOTES/BATCH) </p><p>APLICACIONES: </p><p> Bajos volmenes de produccin Elevados tiempos de reaccin Mezclas reaccionantes de alta viscosidad </p><p>VENTAJAS: </p><p> Bajos costos de inversin e instrumentacin Flexibilidad </p><p>DESVENTAJAS: </p><p> Altos costos de operacin (descarga, limpieza, carga) </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Reactores por Lotes Perfectamente Agitado (LOTES/BATCH) </p><p>Volumen de Reactor (VR): Es el espacio que ocupa la mezcla de fluidos reaccionantes dentro de la cmara de reaccin. </p><p>Tiempo de Retencin (tR): Es el lapso de tiempo que se permite reaccionar a la mezcla alimentada a un reactor por lotes. </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Reactores por Lotes Perfectamente Agitado (LOTES/BATCH) Ecuacin de Diseo para una Sola Reaccin Isotrmico y en Fase Lquida </p><p>Es el balance de moles de un componente </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Reactores por Lotes Perfectamente Agitado (LOTES/BATCH) Ecuacin de Diseo para una Sola Reaccin Isotrmico y en Fase Lquida </p><p>Es el balance de moles de un componente </p><p>Acumulacion Entrada Salida Generacion/Consumo</p><p>de de de de i i i i</p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Reactores por Lotes Perfectamente Agitado (LOTES/BATCH) Ecuacin de Diseo para una Sola Reaccin Isotrmico y en Fase Lquida </p><p>Es el balance de moles de un componente </p><p>Acumulacion Entrada Salida Generacion/Consumo</p><p>de de de de i i i i</p><p>0 0i i Rdn</p><p>rVdt</p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Reactores por Lotes Perfectamente Agitado (LOTES/BATCH) Ecuacin de Diseo para una Sola Reaccin Isotrmico y en Fase Lquida </p><p>Es el balance de moles de un componente </p><p>Acumulacion Entrada Salida Generacion/Consumo</p><p>de de de de i i i i</p><p>0 0i i Rdn</p><p>rVdt</p><p>De modo que la Ecuacin de Diseo ser: i</p><p>i</p><p>dcr</p><p>dt</p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Reactores por Lotes Perfectamente Agitado (LOTES/BATCH) Ecuacin de Diseo para una Sola Reaccin Isotrmico y en Fase Lquida </p><p>Es el balance de moles de un componente </p><p>Acumulacion Entrada Salida Generacion/Consumo</p><p>de de de de i i i i</p><p>0 0i i Rdn</p><p>rVdt</p><p>De modo que la Ecuacin de Diseo ser: i</p><p>i</p><p>dcr</p><p>dt</p><p>0</p><p>i</p><p>i</p><p>ci</p><p>Rc</p><p>i</p><p>dct</p><p>r </p><p>Si se elige como componente indepen- </p><p>diente al reactivo limitante </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Reactores por Lotes Perfectamente Agitado (LOTES/BATCH) Ecuacin de Diseo para una Sola Reaccin Isotrmico y en Fase Lquida </p><p>Es el balance de moles de un componente </p><p>Acumulacion Entrada Salida Generacion/Consumo</p><p>de de de de i i i i</p><p>0 0i i Rdn</p><p>rVdt</p><p>De modo que la Ecuacin de Diseo ser: i</p><p>i</p><p>dcr</p><p>dt</p><p>0</p><p>i</p><p>i</p><p>ci</p><p>Rc</p><p>i</p><p>dct</p><p>r </p><p>Si se elige como componente indepen- </p><p>diente al reactivo limitante 0</p><p>rl rl</p><p>rl</p><p>df r</p><p>dt c</p><p> 0</p><p>0</p><p>rlf rlR rl</p><p>rl</p><p>dft c</p><p>r</p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Dnde encontrar ejercicios para hacer como repaso? </p><p>En cualquier libro de Ingeniera de Reactores </p><p> QD 501 .H54 1977. An introduction to chemical engineering kinetics &amp; reactor design/ </p><p>Charles G. Hill. </p><p> QD 501 .L4818b 2002. Ingeniera de las reacciones qumicas / Octave Levenspiel. TP 157 .F6318 2001 Elementos de ingeniera de las reacciones qumicas / H. Scott Fogler. TP 157 .A7518. Anlisis de reactores / R. Aris. TP 157 .D46 1971. Chemical reactor theory : an introduction / K. G. Denbigh, J. C. R. </p><p>Turner. </p><p> TP 157 .S33 1998. The engineering of chemical reactions / Lanny D. Schmidt. TP 157 .N38 2002. Chemical reactor design, optimization, and scaleup / E. Bruce </p><p>Nauman. </p><p>Reactor Batch, Isotrmico, Fase Lquida o cambio de moles nulo. </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Ejemplo 1: Para la reaccin A B, rA = -0.01(s-1)cA. Para CA0 = 2 M, qu tiempo </p><p>se requiere para alcanzar un a) 90 %; b) 99 % y; c) 99.9 % de conversin de A en un reactor por lotes? </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Ejemplo 1: Para la reaccin A B, rA = -0.01(s-1)cA. Para CA0 = 2 M, qu tiempo </p><p>se requiere para alcanzar un a) 90 %; b) 99 % y; c) 99.9 % de conversin de A en un reactor por lotes? </p><p>R. a) 230 s; b) 460 s; c) 690 s </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Ejemplo 2: Para la reaccin A B, rA = -0.01(Lmol-1s-1)cA</p><p>2. Para CA0 = 2 M, qu tiempo se requiere para alcanzar un a) 90 %; b) 99 % y; c) 99.9 % de conversin de A en un reactor por lotes? </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Ejemplo 2: Para la reaccin A B, rA = -0.01(Lmol-1s-1)cA</p><p>2. Para CA0 = 2 M, qu tiempo se requiere para alcanzar un a) 90 %; b) 99 % y; c) 99.9 % de conversin de A en un reactor por lotes? </p><p>R. a) 450 s; b) 4950 s; c) 49950 s </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Ejemplo 3: Para la reaccin en fase lquida A + B C, rA = -kcAcB. Si se alcanza una conversin de 99.5 % en 6.4 horas usando 2 % de exceso de B, qu tiempo se requerir para alcanzar la misma conversin si se usa un 5 % de exceso de B? </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>Ejemplo 3: Para la reaccin en fase lquida A + B C, rA = -kcAcB. Si se alcanza una conversin de 99.5 % en 6.4 horas usando 2 % de exceso de B, qu tiempo se requerir para alcanzar la misma conversin si se usa un 5 % de exceso de B? </p><p>R. 3.8 h </p><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES </p></li><li><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES: TEORA Y EJERCICIOS </p><p>Ejemplo 4: Considere un reactor batch isotrmico en el que se lleva a cabo la siguiente reaccin en fase lquida: </p><p>Para un experimento dado, CA0 = 0.001 M, CB0 = 0.003 M. Determine el tiempo de retencin necesario para alcanzar un 90 % de conversin de A si la ecuacin para la cintica es la siguiente </p><p>2A B C </p><p> 5 2 2 1 21 10 A Br x l mol min c c </p></li><li><p>I. REACTOR IDEAL POR LOTES: TEORA Y EJERCICIOS </p><p>Ejemplo 4: Considere un reactor batch isotrmico en el que se lleva a cabo la siguiente reaccin en fase lquida: </p><p>Para un experimento dado, CA0 = 0.001 M, CB0 = 0.003 M. Determine el tiempo de retencin necesario para alcanzar un 90 % de conversin de A si la ecuacin para la cintica es la siguiente </p><p>2A B C </p><p>R. tR = 8.86 min </p><p> 5 2 2 1 21 10 A Br x l mol min c c </p></li></ul>