INTRODUCCIONREACTOR PFRUn reactor PFR es bsicamente un tubo donde se realiza una reaccin con cambios axiales en la concentracin, la presin y la temperatura. La ecuacin de diseo de un reactor tubular es:

Siendo V, el volumen del reactor, FAo, el flujo molar del reactivo lmite, , el tiempo espacial, CAo, la concentracin del reaccionante A en la corriente de entrada, XA, la conversin de A y rA, la velocidad de reaccin de A.Los reactores PFR, a menudo, se construyen de muchos tubos de pequeos dimetros y de grandes longitudes y se emplean con fluidos a grandes velocidades y pequeos tiempos espaciales. Esto minimiza el mezclado axial del fluido, limita los perfiles radiales de temperatura y provee el rea de transferencia de calor necesaria. Los tubos se arreglan en un banco como en los intercambiadores de calor. Si no se desea intercambio calrico en la zona de reaccin, puede utilizarse uno o una serie de lechos empacados de dimetros ms grandes.

REACTOR CSTRUn reactor CSTR es un tanque en el cual la masa reaccionante es continuamente agitada de tal manera que se considera como una mezcla completa y, por lo tanto, se asume que sus propiedades son uniformes en todo el interior del reactor. La ecuacin de diseo de un reactor de mezcla completa es:

Siendo V, el volumen del reactor, FAo, el flujo molar del reactivo lmite, , el tiempo espacial, CAo, la concentracin del reaccionante A en la corriente de entrada, XA, la conversin de A y rA, la velocidad de reaccin de A La velocidad de una reaccin no cataltica depende de la concentracin de reaccionante. Con respecto al reaccionante A, la ecuacin de velocidad de reaccin se expresa de la siguiente manera.

Siendo k, la constante especfica de velocidad de reaccin, n, el orden cintico de la reaccin y CA, la concentracin de reaccionante.

REACTORES CON RECIRCULACION

En ciertas ocasiones se ha demostrado que es conveniente dividir la corriente del producto de un reactor de flujo de pistn y devolver parte de ella a la alimentacin. Lo que se denomina como razn de circulacin y se define con la siguiente ecuacin.

La razn del uso de la recirculacin es que cuando no hay recirculacin el reactor opera como un reactor de flujo pistn (sin mezclado axial) y si existe recirculacin de gran proporcin de la lnea de producto, el modelo tiende a operar como un tanque con agitacin lo que mejora una selectividad mxima para un producto intermedio. Como se muestra en la figura anterior.

Los reactores de recirculacin son muy usados cuando es necesario mantener la isotermicidad del proceso y en operaciones bioqumicas.

Considerando la nomenclatura del reactor con recirculacin anterior se desarrollan las ecuaciones que describen el sistema.

Para un reactor de flujo en pistn su ecuacin de diseo es:

Donde no se conoce y por lo tanto debe expresarse en funcin de variables conocidas.Dnde:

+1

=(R+1) ..1

= = - (R+1) .2

Con la siguiente ecuacin podemos determinar el valor de la concentracin la cual est en funcin de la recirculacin, el grado de avance, y la conversin as como del volumen del reactor y el flujo de alimentacin. = = = = ( 3 = 4 de ecuacin 3 y 4 se obtiene la siguiente expresin.

= ( .5