Ensayos para caracterizar crudos

Revista Iberoamerica na de Polímeros Ramírez y Katime

Volumen 6(4), Diciembre de 2005 Reactores de polimerización

DISEÑO DE REACTORES DE POLIMERIZACION
Alvaro Ramírez García 1 y Issa A. Katime 2 1) Universidad Industrial de Santander. Departamento de Ingeniería Química. Apartado Aéreo 678. Bucaramanga . Colombia 2) Grupo de Nuevos Materiales y Espectroscopia Supramolecular. Universidad delPaís Vasco. Bilbao. Correo electrónico: issa.katime@ehu.es INTRODUCCION El diseño de reactores de polimerización, un tema propio de la ingeniería, también puede ser de interés para los químicos y otros especialistas por varias razones: de una parte el diseño del reactor se fundamenta en los modelos de reacciones de polimerización generalmente propuestos por los químicos; de otra parte, laspropiedades finales del material obtenido pueden coincidir o diferir de las esperadas a partir de las pruebas hechas sobre muestras preparadas por técnicas convencionales de laboratorio, según sea el tipo de reactor y las condiciones de operación empleados para su producción industrial. Nos proponemos presentar al lector una visión esquemática del tema, partiendo de los conceptos de diseño de reactoresen general, sean estos para producir macromoléculas o sustancias de bajo peso molecular. Seguidamente discutiremos las particularidades de los procesos de polimerización, las cuales hacen del diseño de los respectivos reactores, un capítulo aparte de la ingeniería. En este punto, parece conveniente exponer algunos ejemplos. El propósito es formular y utilizar un procedimiento de diseño y analizarlos resultados. En lo posible se evitarán las soluciones a sistemas de ecuaciones matemáticas, imprescindibles para la solución de los modelos, pero quizás prescindibles en esta visión esquemática que nos proponemos. 1. EL DISEÑO DE REACTORES. 1.1 Definición y Tipos de Reactor. El reactor es el lugar donde ocurre la reacción química. La diversidad de los reactores industriales puede reducirse atres tipos que difieren entre si por el régimen de operación (estable o en transición), por el intercambio de masa con los

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alrededores (abierto o cerrado), por la dinámica de flujo y por los perfiles característicos de concentración y de otras propiedades del sistema.Son ellos los reactores discontinuo, continuo de tanque agitado y tubular. La Figura 1 muestra un esquema de los tipos de reactores.

Discontínuo

Contínuo de tanque agitado

Tubular

Figura 1. Esquema de diferentes tipos de reactores. A partir de estos tres tipos, también pueden concebirse combinaciones: reactor semicontinuo, baterías de reactores CSTR en serie, etc. En todos los casos elmedio reaccionante puede ser homogéneo (una sola fase) o heterogéneo (varias fases). El reactor discontinuo consiste en un tanque con facilidades para la carga y la descarga, para la transferencia de calor (intercambiadores, serpentines, bafles, reflujo, recirculación externa y otros), lo mismo que para agitación de la mezcla reaccionante. En condiciones ideales la mezcla es homogénea. El reactorCSTR consiste en un tanque al que continuamente fluye el alimento y descarga productos a flujos volumétricos tales que el volumen de reacción permanece constante. Esta provisto de facilidades para transferencia de calor y para agitación. En condiciones ideales la mezcla es homogénea. El reactor tubular consiste sencillamente en un tubo, a lo largo del cual fluye la mezcla reaccionante a condicionestales (temperatura, concentraciones), que ocurre la reacción química. 300

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Puede estar provisto de un intercambiador para la transferencia de calor. Idealmente no existen gradientes radiales con respecto a la velocidad, la temperatura y la concentración. Este caso se...