REACTORES QUÍMICOS

UNIDAD I REACTORES HOMOGÉNEOS

REACTOR: Es un equipo en el que se lleva acabo una reacción química en un

tiempo determinado. A condiciones de presión y temperatura dadas.

Objetivo de Diseño: Obtener un producto específico en una cierta cantidad por

unidad de tiempo.

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Diseño:

Proceso = Producto que se desea obtener

Viabilidad económica Cantidad que se necesita producir Oferta y demanda del producto

Tipo de reactor

Proceso completo o parte de un proceso mas complejo

Estado físico de los reactivos a la entrada del reactor Presión, composición, temperatura

Velocidad de reacción

Tiempo

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CLASIFICACIÓN:

HOMOGÉNEOS: se tiene solamente una fase (gas o líquido)

A + B + C = ABC Producto homogéneo

Más de un reaccionante

HETEROGÉNEOS: Se tienen 2 o 3 fases; gas – líquido, gas – sólido, líquido sólido,

líquido – líquido.

Para el caso de una fase sólida = se tiene como sólido al catalizador.

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SUBDIVISIÓN:

CONTINUOS ; Operación continua

DISCONTINUOS: por lotes o batchREACTORES

Reactor discontinuo

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Reactor continuo de tanque agitado

C. S. T. R o de mezcla completa

Adecuado para reacciones en fase líquida

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Reactor continuo de tanque agitado en serie

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REACTORES INTERMITENTES

Un reactor intermitente se emplea para operaciones a

pequeña escala para probar nuevos procesos que aún no

se han desarrollado en su totalidad, para fabricar

productos costosos y para procesos difíciles de convertir

en operaciones continuas. El reactor intermitente tiene la

ventaja de permitir una alta conversión, que puede

obtenerse dejando el reactivo dentro del reactor por

periodos prolongados, pero también cuenta con la

desventaja del alto costo de mano de obra por lote, la

variabilidad del producto de un lote a otro y la dificultad

para producción a gran escala.

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REACTOR INTERMITENTE (BATCH)

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REACTOR TUBULAR

En el reactor tubular, los materiales que reaccionan se consumen

de manera continua a medida que fluyen a lo largo del reactor.

Al modelar el reactor tubular asumimos que la concentración

varía continuamente en la dirección axial a todo lo largo del

reactor. Por consiguiente, la velocidad de reacción, que es una

función de la concentración para todas las reacciones, excepto

las de orden cero, también variará axialmente. En el perfil de flujo

tapón la velocidad es uniforme y no hay variación radial en la

velocidad de reacción y el reactor se denomina reactor de flujo

tapón (PFR).

Se emplea comúnmente en fase gaseosa.

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La principal diferencia entre los cálculos de diseño de

reactores en los que intervienen reacciones homogéneas y

aquellos en los cuales se realizan reacciones heterogéneas,

fluido-sólido, es que en el segundo caso la reacción tiene

lugar sobre la superficie del catalizador. Por consiguiente, la

velocidad de reacción se basa en la masa de catalizador

sólido, W y no el volumen del reactor V.

REACTOR DE LECHO EMPACADO

Para un sistema heterogéneo fluido-sólido, la velocidad de

reacción de una sustancia A se define como

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REACTOR CATALÍTICO

LONGITUDINAL

DE LECHO EMPACADO

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BALANCES DE MOLES PARA REACTORES

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BIBLIOGRAFÍA

• Fogler, H. S. (2006). Elements of Chemical Reaction Engineering (4

ed.). Prentice Hall International Series.

• Harriot, P., Hayes, R., &Mmbaga, J. (2002). Introduction to Chemical

Reactor Analysis (2 ed.). U.S.A.: CRC Press

• Levenspiel, O. (2004). Chemical Reaction Engineering (3 ed.). New

York: John Wiley and Sons.

RESUMEN Y ADAPTACIÓN: M. I. LETICIA JUDITH MORENO MENDOZA

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