Reactor

4.6 REACTOR DE FLUJO PISTÓN O TUBULAR O PFR
Un reactor PFR es básicamente un tubo donde se realiza una reacción con cambios en la concentración, la presión y la temperatura, en la dirección axial.Los reactores PFR, a menudo, se construyen de muchos tubos de pequeños diámetros y de grandes longitudes y se emplean con fluidos a grandes velocidades y pequeños tiempos espaciales. Esto minimiza elmezclado axial del fluido, limita los perfiles radiales de temperatura y provee el área de transferencia de calor necesaria. Los tubos se arreglan en un banco como en los intercambiadores de calor. Sino se desea intercambio calórico en la zona de reacción, puede utilizarse uno o una serie de lechos empacados de diámetros más grandes. La Figura 4.4 muestra un esquema de un reactor PFR.Figura 4.4 Reactor de Flujo Pistón
El volumen de un tubo se calcula como un cilindro y tratándose de un reactor con flujo pistón a través de un lecho poroso se requiere de la especificación de laporosidad para la determinación del volumen real de reacción. Si el volumen total requerido se construye con varios tubos se requiere la fijación del número de ellos.
La conversión que se alcanza en unreactor depende del volumen, el tiempo espacial y la velocidad de reacción en el reactor, además del flujo y la concentración del alimento.
Estos factores están relacionados en la ecuación de diseñopropia de este tipo de reactor y que se escribe, mas adelante, en el planteamiento del modelo

Modelo matemático de Reactor de Flujo Pistón

En estado estacionario, el modelo matemático de un reactorde flujo pistón es el mismo para un reactor de mezcla completa. Los balances de materia y energía se plantean de la misma forma que las ecuaciones (4.5) y (4.6), pero debido a la naturaleza delreactor de flujo pistón la ecuación de diseño se expresa en forma integral de la siguiente manera:



(4.8)
La simbología utilizada en la ecuación (4.8) corresponde a los mismos parámetros...