La Ciencia
Páginas: 5 (1169 palabras)
Publicado: 5 de junio de 2012
SISTEMA DE REACTORES QUÍMICOS CONTINUOS
En el sistema de reactores químicos continuos, se desarrollará la ecuación de diseño para el sistema de reactores, solución de las mismas, combinación adecuada de los sistemas tanque-tubo, complementándose el estudio con ejemplos de ejercicios resueltos.
Cuando el sistema consta de varios reactores, las operaciones planteadas enel tema anterior se aplican a cualquier reactor individual del sistema. La eficiencia general del mismo depende no solo del tipo de reactor, si no también de la manera en que están conectados, ya sea en serie o paralelo o en una combinación de ambas modalidades.
En general, cuando se tiene un sistema de reactores en paralelo, la eficacia óptima del mismo se alcanza ajustando el flujo de tal modo que lascomposiciones de las ramas paralelas individuales sean aproximadamente iguales antes de reunirse.
REACTORES CONTINUOS DE TANQUES AGITADOS EN SERIE
En reactores de tanque agitado con corrientes continuas a régimen permanente en los flujos de alimentación y de productos, la alimentación adopta inmediatamente una composición final uniforme a lo largo del reactor, debido a la perfección delmezclado. De este modo, la corriente de salida tendrá la misma composición que la que existe en el interior del reactor.
Cuando varios reactores se conectan en serie, la concentración de la mezcla re accionante en cada reactor es uniforme, pero cambia de un reactor a otro. Es decir, los reactores son conectados en serie de tal modo que la salida de corriente de un reactor es la corriente dealimentación para otro reactor. A medida que se incrementa el número de reactores tanque agitado, el comportamiento del sistema de reactores de mezcla perfecta se aproxima al del reactor de flujo en pistón.
Debe mantenerse una agitación adecuada en cada reactor para lograr una uniformidad de concentración. De manera, si, se considera el sistema como un todo, existe un gradiente de concentraciónescalonado.
En el caso, de un reactor de múltiples etapas en sentido horizontal, este está dividido por tabiques verticales de diferentes alturas, por encima de los cuales rebosa la mezcla reaccionante. Cuando los reactantes son parcialmente miscibles y sus densidades lo suficientemente distintas, se trabaja con un reactor vertical, el cual conduce la operación en contracorriente, efecto de sumaimportancia en las reacciones reversibles.
Tipos distintos de reactores tanque agitado de varias etapas:
ECUACIÓN DE DISEÑO PARA EL SISTEMA DE REACTORES CONTINUOS DE TANQUE AGITADO
En un sistema de reactores continuos de tanque agitado es más conveniente definir los caudales de entrada y salida del reactor en términos de conversión situado en un punto corriente abajo en cualquierade los reactores. Definición que sólo puede ser usada cuando no hay otras corrientes laterales adicionales y la corriente de alimentación entra solamente al primer reactor en la serie.
El análisis de la ecuación para una cascada de reactores de tanque agitado continuo puede efectuarse por aplicación repetitiva de la ecuación de diseño para un solo reactor.
Considérese un sistema de Nreactores de mezcla conectados en serie donde la concentración es uniforme en cada reactor. Sin embargo, hay un cambio en la concentración cuando el fluido se mueve de un reactor a otro.
Cascada de reactores tanque agitado continuo:
Se trata de una reacción de primer orden, y cambios de densidad despreciables, es decir que el caudal volumétrico del fluido es constante, cuando se alcanzael estado estacionario:
El balance de conservación de la cantidad de materia para el componente A es:
La expresión de cada término es la siguiente:
Donde la velocidad de acumulación en estado estacionario es igual a:
Por tanto, la expresión se reduce a:
Así, el balance en estado estacionario para el reactor n es:
Si fV,0 = fV , se...
En el sistema de reactores químicos continuos, se desarrollará la ecuación de diseño para el sistema de reactores, solución de las mismas, combinación adecuada de los sistemas tanque-tubo, complementándose el estudio con ejemplos de ejercicios resueltos.
Cuando el sistema consta de varios reactores, las operaciones planteadas enel tema anterior se aplican a cualquier reactor individual del sistema. La eficiencia general del mismo depende no solo del tipo de reactor, si no también de la manera en que están conectados, ya sea en serie o paralelo o en una combinación de ambas modalidades.
En general, cuando se tiene un sistema de reactores en paralelo, la eficacia óptima del mismo se alcanza ajustando el flujo de tal modo que lascomposiciones de las ramas paralelas individuales sean aproximadamente iguales antes de reunirse.
REACTORES CONTINUOS DE TANQUES AGITADOS EN SERIE
En reactores de tanque agitado con corrientes continuas a régimen permanente en los flujos de alimentación y de productos, la alimentación adopta inmediatamente una composición final uniforme a lo largo del reactor, debido a la perfección delmezclado. De este modo, la corriente de salida tendrá la misma composición que la que existe en el interior del reactor.
Cuando varios reactores se conectan en serie, la concentración de la mezcla re accionante en cada reactor es uniforme, pero cambia de un reactor a otro. Es decir, los reactores son conectados en serie de tal modo que la salida de corriente de un reactor es la corriente dealimentación para otro reactor. A medida que se incrementa el número de reactores tanque agitado, el comportamiento del sistema de reactores de mezcla perfecta se aproxima al del reactor de flujo en pistón.
Debe mantenerse una agitación adecuada en cada reactor para lograr una uniformidad de concentración. De manera, si, se considera el sistema como un todo, existe un gradiente de concentraciónescalonado.
En el caso, de un reactor de múltiples etapas en sentido horizontal, este está dividido por tabiques verticales de diferentes alturas, por encima de los cuales rebosa la mezcla reaccionante. Cuando los reactantes son parcialmente miscibles y sus densidades lo suficientemente distintas, se trabaja con un reactor vertical, el cual conduce la operación en contracorriente, efecto de sumaimportancia en las reacciones reversibles.
Tipos distintos de reactores tanque agitado de varias etapas:
ECUACIÓN DE DISEÑO PARA EL SISTEMA DE REACTORES CONTINUOS DE TANQUE AGITADO
En un sistema de reactores continuos de tanque agitado es más conveniente definir los caudales de entrada y salida del reactor en términos de conversión situado en un punto corriente abajo en cualquierade los reactores. Definición que sólo puede ser usada cuando no hay otras corrientes laterales adicionales y la corriente de alimentación entra solamente al primer reactor en la serie.
El análisis de la ecuación para una cascada de reactores de tanque agitado continuo puede efectuarse por aplicación repetitiva de la ecuación de diseño para un solo reactor.
Considérese un sistema de Nreactores de mezcla conectados en serie donde la concentración es uniforme en cada reactor. Sin embargo, hay un cambio en la concentración cuando el fluido se mueve de un reactor a otro.
Cascada de reactores tanque agitado continuo:
Se trata de una reacción de primer orden, y cambios de densidad despreciables, es decir que el caudal volumétrico del fluido es constante, cuando se alcanzael estado estacionario:
El balance de conservación de la cantidad de materia para el componente A es:
La expresión de cada término es la siguiente:
Donde la velocidad de acumulación en estado estacionario es igual a:
Por tanto, la expresión se reduce a:
Así, el balance en estado estacionario para el reactor n es:
Si fV,0 = fV , se...
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