Proyecto De Cinetica

REACTOR DE LECHO EMPACADO
 Los reactores de lecho fijo consisten en uno o más tubos empacados con partículas de catalizador, que operan en posición vertical. Las partículas catalíticas pueden variar de tamaño y forma: granulares, cilíndricas, esféricas, etc. En algunos casos, especialmente con catalizadores metálicos como el platino, no se emplean partículas de metal, sino que éste se presentaen forma de mallas de alambre. El lecho catalizador está constituído por un conjunto de capas de este material. Estas mallas catalíticas se emplean en procesos comerciales para la oxidación de amoniaco y para la oxidación del acetaldehído a ácido acético.
        Debido a la necesidad de eliminar o añadir calor, no es posible usar un solo tubo de gran diámetro empacado con el catalizador. En sulugar, el reactor deberá construirse con cierto número de tubos engarzados en un solo cuerpo. El intercambio energético con los alrededores se obtiene circulando, algunas veces hirviendo un fluido en el espacio que hay entre los tubos. Si el efecto calorífico es considerable, los tubos de catalizador deben de ser pequeños (de hasta 1 plg de diámetro) para evitar temperaturas excesivas en la mezclareaccionante. El problema de la decisión del diámetro del tubo y, por tanto, cuántos tubos son necesarios para una producción dada, constituye un obstáculo importante en el diseño de estos reactores.
        Una desventaja de este método de enfriamiento es que la rapidez de transferencia de calor al fluido que rodea a los tubos es constante a lo largo de todo el tubo, pero, casi siempre, la mayorparte de la reacción tiene lugar cerca de la entrada del tubo. Por ejemplo, en una reacción exotérmica, la velocidad será relativamente grande a la entrada del reactor debido a las altas concentraciones de reactantes en dicha zona. Y será un poco mayor a medida que la mezcla reaccionante se desplace a una corta distancia dentro del tubo, debido a que el calor liberado por la alta velocidad dereacción, es mayor que el que puede ser transferido al fluido refrigerante. Por tanto la temperatura de la mezcla reaccionante aumentará,  dando por resultado un incremento de en la velocidad de la reacción. Esto continuará a medida que la mezcla se mueve hacia arriba del tubo, hasta que la desaparición de los reactantes tenga un efecto mayor sobre la velocidad, que aquel que representa latemperatura. Siguiendo por el tubo, la velocidad disminuirá. La cantidad menor de calor obtenido puede ahora eliminarse a través de la pared, dando como resultado que la temperatura disminuya. Esta situación conduce a un máximo en la curva de temperatura en función de la longitud del reactor.
        Se pueden utilizar otros medios para refrigerar el sistema además de hacer circular fluido refrigerantealrededor de los tubos. Por ejemplo dividir el reactor en partes, con intercambiadores de calor entre cada una de ellas, es una operación de uso común. Otra posibilidad que se ha utilizado satisfactoriamente en reacciones con calores de reacción moderado, como la deshdrogenación del buteno, consiste en agregar una cantidad de un componente inerte (vapor) a la mezcla reaccionante.
        El métodoparticular que se utilice para enfriar (o calentar) el reactor de lecho fijo, depende de cierto número de factores: costo de construcción, costo de operación, mantenimiento, y características especiales de la reacción, tales como la magnitud del calor de reacción,DH. Por ejemplo el calor de oxidación en la oxidación de naftaleno es tan alto, que el empleo de tubos enfriados exteriormente es el únicomedio de prevenir las temperaturas excesivas en el equipo de lecho fijo. En la oxidación del dióxido de azufre, el calor de reacción es mucho menor y permite el empleo de depósitos de lechos catalizadores mucho menos caros y de gra diámetro, que trabajan adiabáticamente y se colocan en serie, con intercambiadores de calor externos para eliminar el calor desprendido. En la deshidrogenación del...