Metodo Experimental

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5. MÉTODO EXPERIMENTAL
6.1 Sistema Experimental.
El proceso RFA de glicerina se lleva a cabo a temperaturas dentro el rango de los 180-220 °C, y a presiones de entre 12-50 bares [4]. Para poder lograr estas condiciones y tener un sistema de reacción seguro, se debe usar con un reactor de acero inoxidable con un espesor de pared que resista esos niveles altos de presión y proporcionecompleta hermeticidad, además, es necesario que cuente con separadores de fase donde se permita la separación de fase liquida y gaseosa, accesorios y dispositivos para el adecuado control de flujo, temperatura de reacción y presión.
.
5.1.2 Solución Propuesta.

En la figura X se representa el esquema de la planta a escala de laboratorio para el RFA de glicerina; el montajeexperimental seleccionado se realizó en el Laboratorio de Catálisis y Nuevos Materiales LICATUC del edificio de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de Cartagena. La figura XX muestra una fotografía de la planta ya construida.

Figura X. Esquema y componentes básicos de la planta para RFA de glicerina.


Los principales componentes de esta instalación de la planta a escala laboratorio se describea continuación:

REACTOR
Este es utilizado para realizar las pruebas catalíticas y está constituido por un cuerpo cilíndrico hueco donde se ubica un recipiente tubular de vidrio que sirve para depositar la solución reactiva; Cuenta con una tapa superior por donde se realiza la conexión a proceso mediante la salida de los productos de reacción, además, de una entrada para el gas de arrastre yuna entrada para la fijación del sensor de temperatura del proceso Para permitir el cierre hermético entre la tapa y el cuerpo del reactor, el reactor cuenta con una abrazadera del mismo material de éste (Ver planos en Anexo xx). Para evitar fugas menores del reactor se cuenta con un empaque de Teflón® y otro de silicona.
Con el fin de alcanzar las temperaturas de proceso en un menor tiempose disminuyen las pérdidas de calor por convección mediante el uso de doble aislamiento. El primer recubrimiento está hecho con ladrillos refractarios de Alúmina, y el segundo es de fibra de vidrio. Estos dos se encuentran firmemente sujetados con tres abrazadera de acero inoxidable de 7 pulgadas.
El sistema de reacción cuenta con agitación con el objetivo mantener siempre disperso elcatalizador en la solución reactiva con agitación; para este fin se usó una plancha para agitación magnética Velp scientifica®, cuenta con un rango de agitación de 60-1200 rpm; para realizar dicha función se incorpora al reactor una barra magnética agitadora cilíndrica.
Tipo | |
Material | Acero inoxidable 316 |
Volumen interno | 200 cm3 |
Altura | |
Espesor de pared | 1.8 cm |
Conexióna proceso | Rosca ¼ NPT hembra; |
Agitación | 60-1200 rpm; Barra agitadora: 25 mm x 8 mm |
Aislamiento | Alúmina: 2.8 cm (grosor); 13 cm (altura) Fibra de vidrio: 2 cm (grosor); x cm (altura) |
Dimensiones de empaques | Teflon®: 4.7 (Diam. externo); 0.3 cm (grosor)Silicona: 4.7 (Diam. externo); 0.5 cm (grosor) |
Tabla x. Características y especificaciones del reactor
La figura x muestrauna fotografía del reactor sin aislamiento de la planta a escala de laboratorio.

INTERCAMBIADOR DE CALOR

Se cuenta con intercambiador de calor de doble tubo vertical diseñado con el fin de condensar el agua que no reacciona con la glicerina, generándose de esta forma un reflujo constante. El intercambiador de calor se diseñó además para no permitir que gran cantidad de vapor de aguacontinúe su transporte por el resto de las líneas de la planta. Los cálculos para el diseño de intercambiador se presentan en el anexo XX.
Realizando los respectivos balances de energía y de materia, las características del intercambiador son las siguientes:

Tubo interior |
Material | Acero inoxidable 300 |
Diámetro externo | 1/4 de pulgada |
Espesor de pared | 2.5 mm |
Longitud | 70 cm...
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