Reactores cstr

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA

CURSO: Laboratorio de Ingeniería Química II

TEMA: Reactores Químicos: Reactor CSTR

PROFESOR: Ing. Juan Medina Collana

INTEGRANTE: Espinoza Montes Alex 060779-E

2011

REACTORES QUÍMICOS: REACTOR CSTR

I.- OBJETIVOS:
* Determinar cómo varia la conductividad en relaciónal tiempo.
* Determinar cómo varia la concentración de NaOH y CH3COONa con el tiempo
* Determinar cómo varia la conversión de NaOH y CH3COONa con el tiempo
II.- FUNDAMENTO TEÓRICO:
RELACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD CON LA CONCENTRACION:
La conductividad de una solución reaccionante en un reactor cambia con el grado de conversión y esto provee un método conveniente para monitorear elprogreso de una reacción química. Esto es útil para el estudio de reacciones en que intervienen iones que presentan conductividades iónicas relativamente altas (particularmente iones H+ y OH-). En soluciones diluidas la sustitución de un ión por otro de diferente conductividad iónica será proporcional a la velocidad de variación de concentración del ión activo. Por ejemplo la hidrólisis alcalina de unéster.
Veamos entonces la reacción de saponificación del acetato de etilo por hidróxido de sodio:
NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + C2H5OH
Tanto el hidróxido de sodio y el acetato de sodio contribuyen a la conductancia en la solución reaccionante, mientras que el acetato de etilo y el alcohol etílico no. La conductividad del hidróxido de sodio a una concentración y temperatura dada no es la mismaque del acetato de sodio a la misma concentración y temperatura; por tanto las relaciones han sido establecidas para permitir deducir la conversión a partir de la conductividad.
Esta reacción es de segundo orden y puede ser considerada irreversible a conversiones bajas, temperatura y presión moderada.

ECUACIONES PARA CALCULAR LA CONSTANTE DE VELOCIDAD: “k”para T ≥ 294

para T ≥ 294

C = para <
C = para ≥
= 0 para <
para ≥

Si no es igual a cero (0):

PARA LAS CONCENTRACIONES:

para = 0

PARA LA CONVERSION DE LA REACCION:

para CC0 = 0

III.- PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL:
* Preparar 4 litros de una solución de 0.05M de hidróxido de sodio y 0.05M de acetato de etilo y depositarlo en los tanques de almacenamiento de cada uno de los reactivos del equipo.
* Fijar los controles de velocidad de flujo de las bombas alrededor de 70 ml/min de caudal.
* Prender ambos controles, los de la bomba y el de los agitadores en el modo manual y encender elequipo.
* Proceder a la lectura de datos de conductividad cada minuto hasta que se mantenga constante.

IV.- CÁLCULOS Y RESULTADOS:
Temperatura (T) = 23.5ºC =296.65 K
Caudal de alimentación de NaOH (FA) = 70 ml/min. = 1.67*10-3dm3/s.
Caudal de alimentación de CH3COOC2H5 (FB) = 70 ml/min. = 1.67*10-3dm3/s.
Conc. de NaOH en el tanque de alimentación (CAu) = 0.05 mol/dm3
Conc. deCH3COOC2H5 en el tanque de alimentación (CBu) = 0.05 mol/dm3

CA0= FAFA+FB×CAμ = 0.5 * 0.05 = 0.025 mol/dm3 = CB0
= para CB0<CA0
= para CB0 ≥CA0
Como CB0 =CA0 , entonces: CC∞ =CB0 → = 0.025 mol/dm3
= 1.88* 10-3 Siems = 1.88 mSiems
Ahora, reemplazando:


= 1.88 mSiems
= 5.113 mSiems




Paralas conversiones:


1° Para un volumen de reactor de 2 dm3:
También sabemos:
-rA=k×CA02×(1-XAi)2
Hallamos “k”:
k= Fa+FbV×CA0-CA equilCA equil2

De donde de la tabla: CA equil=0.01376 mol/dm3


Reemplazando:
k= 0.00167+0.001672×0.025-0.013760.013762
→ k=0.0991 moldm3.s

Luego reemplazando hallamos la...