Cinetica de reacciones

Cinética Química y Diseño de
Reactores I
Profesora:
Ing. Violeta Chávarri

Bibliografía
 Introduction To Chemical Reaction Engineering And Kinetics.
Ronald W. Missen, Charles A. Mims, Bradley A. Saville. 1999
John Wiley & Sons, Inc.
 Introduction To Chemical Reaction Engineering And Kinetics.
Charles Hill
 Elementos de la Ingeniería de las Reacciones Químicas. H.
Scott Fogler.Prentice Hall.
 Ingeniería de las reacciones químicas. Octave Levenspiel.
Editorial Reverte.
 The Engineering of Chemical Reactions. Lanny D. Schmidt.
Oxford University

El reactor químico es el corazón de cualquier
proceso químico

materiales

Operaciones
de
Acondicionamiento

Procesos
Químicos

Operaciones
de Separación

~10-25%
costo total

El diseño del reactorusualmente tiene gran
impacto en los procesos de separación

productos

¿Qué enfrenta el Ingeniero Químico?
 Casi nunca la reacción es simple y en fase ideal.

 Reactores reales, extremadamente complejos:
 múltiples reacciones
 múltiples fases
 diferentes patrones de flujo y
 múltiples corrientes de salida y entrada.
 Pocas veces se necesita diseñar un reactor

¿Qué enfrenta elIngeniero Químico?
 Usualmente hay un reactor construido hace décadas, modificado
y que opera lejos de las condiciones iniciales de diseño.
 Básicamente las tareas típicas del Ingeniero Químico son:
 Mantener y operar el proceso
 Identificar algunos problemas
 Incrementar la capacidad y selectividad a un mínimo costo.
 Procesos reales involucran múltiples reactores. Esto puede sersimplemente reactores en serie con diferentes conversiones,
temperaturas de operación o catalizadores

Fluídos
Matemática

Termodinámica

Reactor
Químico

Cinética

Diseño

Procesos
Químicos

Transferencia de
masa
Transferencia
de calor

Control de
Procesos

¿Qué requiere para resolverlo?

$$$

Los Reactores son los equipos
principales en una planta industrial
 Sedebe lograr un alto rendimiento y una
adecuada conversión.
 Maximizar el uso de materias primas y
 Minimizar la formación de residuos y/o
subproductos contaminantes.

Reactores Químicos: Funciones Principales
 Asegurar el tipo de contacto o modo de fluir de los
reactantes en el interior del recipiente, para conseguir una
mezcla deseada de los materiales reactantes.
 Proporcionar eltiempo de contacto suficiente entre las
sustancias y con el catalizador, para conseguir la extensión
deseada de la reacción.
 Permitir condiciones de presión, temperatura y composición
de modo que la reacción tenga lugar en el grado y a la
velocidad
deseada,
atendiendo
a
los
aspectos
termodinámicos y cinéticos de la reacción.

Objetivos del Análisis y Diseño de
Reactores
Conocer losprincipios básicos del diseño de reactores para
determinar:
 Tamaño del reactor y tipo de reactor
 Condiciones de operación T, P
 Alimentación, composición.
 Productos, impurezas

Propósito y Alcance del Curso
• Es un primer curso de Ingeniería de las Reacciones
Químicas (IRQ) para estudiantes de la especialidad de
Ing. Química
• Objetivo:
– Desarrollar conocimientos básicos deCinética
Química
– Presentar los aspectos fundamentales del Análisis y
Diseño de los Reactores Químicos

Cinética Química.
Naturaleza y Alcance


Velocidad de reacción: descripción cuantitativa de cuan
rápida es una reacción

Factores que afectan la velocidad

Cinética Química, Puntos de Vista:
 Química: herramienta para entendimiento de
aspectos fundamentales de la ruta de lareacción



Química aplicada: nuevas y mejores formas para
alcanzar la reacción deseada



Ingeniería Química: diseño de reactores

Ingeniería de las Reacciones Químicas.
Naturaleza y Alcance
1.

Diseño racional y/o análisis de la performance de los
reactores químicos (operación)

2.

Reactor: es el “corazón” de los procesos químicos o
bioquímicos

3.

Diseño del...