Liq 3

REACTOR TUBULAR CONTINUO
Introducción
Un reactor químico es una unidad procesadora diseñada para que en su interior se lleve a cabo una o varias reacciones químicas. Dicha unidad procesadora esta constituida por un recipiente cerrado, el cual cuenta con líneas de entrada y salida para sustancias químicas.
Los reactores químicos tienen como funciones principales:
Asegurar el tipo decontacto o modo de fluir de los reactantes en el interior del tanque, para conseguir una mezcla deseada con los materiales reactantes.
Proporcionar el tiempo suficiente de contacto entre las sustancias y con el catalizador, para conseguir la extensión deseada de la reacción.
Permitir condiciones de presión, temperatura y composición de modo que la reacción tenga lugar en el grado y a lavelocidad deseada, atendiendo a los aspectos termodinámicos y cinéticos de la reacción

El reactor ideal de flujo tubular es aquel en el que no hay mezclado en la dirección del flujo y sí existe un mezclado completo en la dirección perpendicular a la del flujo (esto es, en la dirección radial). Las concentraciones varían a lo largo de la coordenada de longitud, z, pero no a lo largo de lacoordenada radial, r. Excepto cuando es posible una operación isotérmica, la temperatura también varía con z. Se puede deducir que la velocidad de reacción varía con la longitud de la reacción. Por consiguiente, el elemento de volumen en el balance de masa debe ser de longitud diferencial, pero puede prolongarse a lo largo de la totalidad del diámetro del reactor. En general, los reactores de flujotubular se operan en estado estable, por lo que las propiedades en cualquier posición son constantes con respecto al tiempo.

Objetivo.
Para la reacción de hidrólisis básica del acetato de etilo, determinar la conversión de estado estacionario que se logra en un reactor continuo tubular, con un tiempo de residencia preestablecido

Resultados:
Primero se determino el volumen del reactor usado elcual fue de 608 ml y posteriormente se calculó el flujo volumétrico necesario para tener un tiempo de residencia (Ѳ) de 12 min., el cual fue de V/Ѳ=50.66667 ml/min, mas sin embargo experimentalmente se ajusto el flujo a 55 ml/min. Posteriormente se tomaron muestras de 4ml aproximadamente cada 4 minutos después de los 18 minutos de iniciada la reacción, y se titularon con HCl 0.005M. Después deltratamiento de datos con el balance de masa correspondiente (desarrollado en la pregunta3) para un reactor tubular y haciendo la comparación con los datos experimentales obtuvimos los siguientes resultados:

Punto Altura(cm) Vol muestra vol HCl V en cada punto Conc. NaOH Xexp xteo ERROR
1 16.5 4 6.7 123.8518519 0.008375 0.1625 0.2076965 21.7608373
2 33 4 6 247.7037037 0.0075 0.25 0.3439547927.3160287
3 49 4 5.4 367.8024691 0.00675 0.325 0.43772339 25.7521965
4 65 4 5 487.9012346 0.00625 0.375 0.50803936 26.1868218
5 81 4 4.7 608 0.005875 0.4125 0.56272336 26.6957748

Cabe mencionar que el para obtener el valor del volumen de cada uno de los puntos de toma de muestra se obtuvo el valor del radio del reactor, el cual fue de 1.5457 cm, tomando la densidad del agua como 1 g/L.
Laforma como se obtuvo el radio del reactor fue la siguiente:
V=π*r^2*h
Por lo tanto:
r=√(V/(h*π))

Comparando los datos obtenidos experimentalmente con los teóricos obtenemos la siguiente gráfica:



Cuestionario:

Calcule la concentración de estado estacionario y las concentraciones a lo largo del eje de los reactores obtenidas experimentalmente. Estos valores se encuentran en la sextacolumna de la tabla de resultados.

Calcule la conversión experimental de estado estacionario. Estos valores se encuentran en la séptima columna de la tabla de resultados.

Desarrolle el balance de masa para un reactor tubular isotérmico. Especifique que modelo empleará para ello.

Considerando que el reactor tubular esta constituido de volumenes contiguos, en cada elemento la temperatura...