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Universidad Autónoma de Sinaloa

Facultad de ciencias química-biológicas

Ingeniería química

Ingeniería de las reacciones químicas I

“Reactores químicos”

Reyes García paulina Guadalupe

Culiacán, Sinaloa a 5 de junio del 201
Reactores químicos:
Son recipientes donde se llevan a cabo las reacciones químicas. Deben permitir la entrada de reactivos, la retirada de productos y laregulación de la presión y temperatura para que la reacción transcurra según la velocidad y el rendimiento deseados.
Pueden trabajar en régimen continuo, donde los reactivos son añadidos y los productos de la reacción retirados permanentemente, sin interrumpir la reacción, o régimen discontinuo, donde se trabaja en ciclos añadiendo los reactivos, realizando la reacción y deteniéndola para retirarlos productos y añadir nuevos reactivos.
Otra posible clasificación es en función de las fases que albergan:
* Reactores homogéneos: tienen una única fase, líquida o gas.
* Reactores heterogéneos: tienen varias fases, gas-sólido, líquido-sólido, gas-líquido, líquido-líquido, gas-líquido-sólido.
Dentro de la idealidad pueden suponerse tres tipos de reactores homogéneos:
* Reactoresdiscontínuos:

trabajan en estado no estacionario y el más sencillo sería un tanque agitado. Este tipo de reactor es característico de reacciones en fase líquida. Se trata de un reactor tanque agitado de forma que se puede suponer que la mezcla es perfecta, y por lo tanto, la concentración y temperatura son uniformes en todo el contenido del tanque.
En la mayoría de casos ( Englund, 1982), laoperación consiste en introducir los
reactivos en el recipiente y aumentar la temperatura hasta el nivel deseado (mediante la camisa exterior) para que se dé la reacción. Si se trata de una reacción exotérmica cuando ésta empieza, se debe enfriar el recipiente haciendo circular por la camisa un fluido de enfriamiento. Generalmente se fija una temperatura de consigna para poder controlar latemperatura de la masa reaccionante. Este tipo de funcionamiento crea múltiples problemas como una cierta dificultad a la reproducibüidad, así como fluctuaciones en la calidad de los productos. La automatización y el control de estos reactores permite encontrar solución a dichos problemas.

* Reactores Semicontinuos

En la mayoría de reactores químicos, la velocidad de reacción presentaconsiderables inhomogeneidades con el espacio (reactor tubular) y con el tiempo
(reactor discontinuo). La fuerza conductora de un proceso espontáneo disminuye
exponencialmente con el tiempo. La capacidad de enfriamiento y calentamiento debe ser diseñada para el momento en que se dé la máxima producción de calor por lareacción, y por lo tanto es infrautilizada durante la mayor parte de tiempo de proceso.Esta utilización puede ser incrementada aplicando la técnica de un reactor semicontinuo, por ejemplo manteniendo la velocidad de reacción neta constante y manipulando la velocidad de adición de uno de los reactivos. Este sistema permite operar con capacidades de enfriamiento y calentamiento máximas (manteniéndose en una zona segura) y por tanto, incrementar la productividad significativamente. Poreste motivo esta técnica es ampliamente utilizada en diversas industrias químicas (principalmente reacciones de fermentación). Por otra parte la mayoría de reacciones industriales son exotérmicas, y por este motivo este sistema está limitado por la posibilidad de sobredosifícación que podría provocar una reacción fuera de control.
En este sentido, el proceso semicontinuo es más seguro que eldiscontinuo,
puesto que en el reactor solamente se encuentra una pequeña cantidad de reactivo no reaccionado en cada instante. Las posibles consecuencias de una reacción fuera de control provocada por la pérdida de agitación o del control de la temperatura, son menos severas que las de un proceso discontinuo

* Reactores continuos tipo tanque agitado (CSTR): estos reactores trabajan en estado...
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