Saponificación De Acetato De Etilo Con Hidróxido De Sodio En Un Reactor Cstr

Laboratorio de Ingeniería de las Reacciones Químicas

Práctica 4: Saponificación de acetato de etilo con hidróxido de sodio en un reactor CSTR.

Resumen: En esta práctica se utilizo acetato de etilo e hidróxido de sodio para formar acetato de sodio y etanol en un reactor continuo de tanque agitado (CSTR por su sigla en inglés). Los reactivos, de concentraciones iguales, se alimentaron avelocidades iguales al reactor con la ayuda de bombas peristálticas y la conductividad de la solución fue medida cada segundo por medio de un pH-metro. El ensayo fue realizado para un solo reactor y para dos reactores en serie. Por medio de una relación lineal entre la conductividad y la concentración de NaOH en la solución fue posible evaluar la conversión de este reactivo para los dos ensayos, yconociendo los volúmenes y el flujo volumétrico fue posible conocer el tiempo espacial. Este tiempo también fue evaluado considerando CSTRs ideales. Los resultados mostraron un aumento en la conversión al trabajar con dos reactores en serie, lo que se debe al mayor tiempo de contacto entre los reactivos.

Abstract: In this lab, we used ethyl acetate and sodium hydroxide to form sodium acetate andethanol in a continuous stirred tank reactor (CSTR for its acronym in English). The reagents, for equal concentrations, were fed to the reactor at equal speeds with the aid of peristaltic pumps and the conductivity of the solution was measured every second using a pH meter. The test was performed for a single reactor and two reactors in series. By a linear relationship between the conductivity andthe concentration of NaOH in the solution was possible to assess the conversion of this reagent for the two trials, and knowing the volume and the volumetric flow was possible to know the time space. This time was also evaluated considering ideal CSTRs. The results showed an increased conversion in the two reactors working in series, which is due to increased contact time between the reactants.1. Objetivos

* Determinar la conversión de la reacción de producción de acetato de etilo con uno y dos reactores CSTR en serie.
* Calcular los tiempos de residencia de los dos sistemas de reactores CSTR en simple y en serie, analizar los valores obtenidos y su relación con la conversión obtenida.
* Determinar la idealidad del reactor de tanque agitado utilizado.
* Hacer unanálisis de las distintas herramientas matemáticas brindadas en el curso teórico para observar la aplicabilidad de estos en el comportamiento de reactores CSTR, asumiendo idealidad y no idealidad.
* Hacer uso de datos de conductividad para hallar la concentración de reactivo en un momento dado.

2. Introducción

Reactor Continuo de mezcla perfecta (CSTR): También conocido como reactor deretro-mezcla (backmix), es uno de los reactores más comunes en ingeniería química, dada su alta aplicabilidad en gran variedad de procesos industriales. Generalmente su comportamiento se modela como el de un reactor ideal (CISTR), que asume mezclado perfecto y por lo tanto las composiciones de la corriente de salida son idénticas a las del interior del reactor, siendo función del tiempo de residenciao tiempo espacial y de la velocidad de reacción. Aunque el modelo matemático se puede aplicar a todos los fluidos, generalmente el CSTR se utiliza para reacciones en fase líquida. [1,2]

Conversión (X): El porcentaje de conversión de un reactivo en una reacción química da cuenta de la cantidad de éste que fue utilizado en dicha reacción y que genero cierta cantidad de producto. Es una relaciónentre las moles de reactivo límite que reaccionan y moles de reactivo limite alimentadas [1]:

X=Moles de reactivo limite que reaccionanMoles de reactivo limite alimentadas*100

Tiempo de residencia (τ): El tiempo de residencia o tiempo espacial indica qué tan rápidamente se mueve algo a través de un sistema en equilibrio. Es el tiempo medio que una partícula pasa dentro de una región...