Diseño de un reactor para la producción de polietileno

DISEÑO DE UN REACTOR PARA LA PRODUCCIÓN DE POLIETILENO
Segunda entrega:
Datos cinéticos de la reacción

Martes 14 de Septiembre de 2010

Curso Ingeniería de las Reacciones Químicas
Departamento de Ingeniería Química
Universidad de Antioquia
Marcela Jiménez, Isis Hernández, Maria Victoria Montoya, John Piedrahita1
Estudiantes Ingeniería Química

RESUMEN

A continuación, se presentala segunda entrega del diseño de un reactor para polietileno enfocada al estudio de las reacciones químicas en ingeniería. Se presentan con base a publicaciones académicas investigativas los datos de ecuación de velocidad de reacción, orden de reacción, energía de activación y factor de frecuencia, los cuales, gozan de exactitud y arduo trabajo experimental. De igual manera, se incluyen dostécnicas experimentales para calcular dichos parámetros cinéticos: refractometría y dilatometría, mencionando para ambos casos de un modo preciso los reactivos, procedimiento y precauciones a considerar. Finalmente, se plantea el modelo de cálculo para la refractometría, técnica altamente utilizada y de gran precisión.

Palabras claves: Velocidad de reacción, orden de reacción, energía de activación,factor de frecuencia, refractometría, dilatometría.

ABSTRACT

Then the second installment of a reactor design for polyethylene for study of chemical engineering. This study, basing on academic research publications presents of reaction rate equation, reaction order, activation energy and frequency factor, which, enjoy experimental accuracy and hard work. Similarly, it is presents two differentexperimental techniques for calculating the kinetic parameters: refractometry and dilatometry, referring to both cases reagents, procedures and precautions to consider with precise. Finally, we present the calculation model for the refractometer, used highly technical and precise.Escuchar
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Keywords: Reaction rate, reaction order,activation energy, frequency factor, refractometry, dilatometry.
DISEÑO DE UN REACTOR PARA LA PRODUCCIÓN DE POLIETILENO
Datos cinéticos de la reacción

1. INTRODUCCIÓN
La cinética química es la parte de la fisicoquímica que estudia las velocidades de reacción, la dinámica química estudia los orígenes de las diferentes velocidades de las reacciones. El concepto de cinética química se aplicaen muchas disciplinas, tales como la ingeniería química, enzimología e ingeniería ambiental [1], entre otras.
Resulta de interés, definir algunos de estos parámetros cinéticos, lo cual, facilita la compresión final del lector.
• Velocidad de reacción
La velocidad de reacción para un reactivo en una reacción química en particular está definida intuitivamente como cuán rápido sucede unareacción. Por ejemplo, la oxidación del hierro bajo condiciones atmosféricas es una reacción lenta que puede tomar muchos años, [ ]pero la combustión del butano en un fuego es una reacción que sucede en fracciones de segundo.
Generalmente, la velocidad de reacción tiene las unidades dm−3·s−1, sin embargo, también pueden ser definidas usando una base diferente al volumen del reactor. Cuando se usa uncatalizador, la velocidad de reacción puede ser expresada en base al peso del catalizador (mol g−1 s−1) o área de la superficie del mismo (mol m−2 s−1).
• Ecuación de Velocidad
Para una reacción química n A + m B → C + D, la ecuación de velocidad o ley de reacción es una expresión matemática usada en cinética química que relaciona la velocidad de una reacción con la concentración de cadareactante. Es del tipo:
[pic] [Ec. 1]
En esta ecuación, k(T) es el coeficiente cinético de reacción o constante de velocidad, aunque no es realmente una constante, debido a que incluye todos los parámetros que afectan la velocidad de reacción, excepto la concentración, que es explícitamente tomada en cuenta. De todos los parámetros descritos anteriormente, normalmente la temperatura es el más...