Geotermia

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ingeniería
Departamento de Química

Aplicaciones reales de reactores tubulares y de mezcla completa

Integrantes: XXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXX
Profesor: xxxxxxxxxxxxxxxx
Fecha: 6 de Noviembre, de 2012
Resumen

Para el diseño de un reactor hemos de conocer el tamaño y tipo de reactor, y las condiciones de operación másadecuadas para el fin propuesto. Como esto puede exigir que las condiciones en el reactor varíen con la posición y con el tiempo, es necesario efectuar la integración adecuada de la ecuación cinética para las condiciones de operación. Esta integración puede presentar dificultades debido a que la temperatura y la composición del fluido reaccionante pueden variar de un punto a otro del reactor,dependiendo del carácter exotérmico o endotérmico de la reacción y de la velocidad de intercambio de calor con los alrededores. Por otra parte, las características geométricas del reactor determinan la trayectoria del fluido a través del mismo, y fijan las condiciones de mezclado que contribuyen a diluir la alimentación y redistribuir la materia y el calor. Por consiguiente, para las aplicaciones realesindustriales, antes de poder predecir el funcionamiento de un reactor hemos de tener en cuenta muchos factores, constituyendo el principal problema del diseño el conocimiento del modo más adecuado de tratar estos factores.
Analizaremos algunos casos reales de aplicaciones de reactores tubulares y de mezcla completa presentes en la industria química, que en ocasiones se pueden aproximar a reactoresideales de flujo pistón y de tanque agitado completo respectivamente, sin embargo los casos reales presentan desviaciones de los modelos ideales que deben ser corregidas.

Índice
1. Introducción 4
2. Marco teórico 5
2.1 Funciones de distribución de edades. 6
2.2 Recipientes abiertos y cerrados. 6
2.3 Tiempo reducido. 7
2.4 Funciones de distribución. 7
2.5 Relaciones entre lascurvas e, c y f, en recipiente cerrado. 8
2.6 Funciones en variables reducidas. 10
2.7 Cálculo de los centroides de las curvas de distribución. 10
2.8 Curvas de respuesta a un pulso y un escalón en reactores ideales. 11
2.9 Volumen muerto. 11
2.10 Canalizaciones. 12
2.11 Utilización de la información sobre la distribución de edades. 12
3. Aplicaciones reales 14
3.1. Aplicacionespara reactores de mezcla completa 14
A. Producción industrial de propilenglicol 14
B. Producción de acido acético 15
C. Nitrador Hough de hierro fundido con túneles exteriores 17
D. Tecnologías de producción de biogás. Digestión anaerobia, biocombustibles 17
3.2. Aplicaciones para reactores tubulares 20
A. La oxidación parcial de orto-xileno a anhídrido ftálico 20
B. Desintegracióncatalítica en el proceso de obtención del petróleo. 21
C. Producción de olefinas por craqueo con vapor de hidrocarburos. 23
D. Proceso de fabricación del Polietileno de Baja Densidad (PEBD) 23
E. Obtención de arrabio a partir de menas de hierro, coque y caliza (alto horno) 25
F. Torres de adsorción para purificación de gases por adsorción de impurezas en un solido adsorbente 26
G. Horno de Schoenherrpara obtención de NO a partir de aire 27
4. Conclusión 28
5. Bibliografía 29

1. Introducción
En la vida diaria es posible determinar ejemplos de reacciones lentas (duran años) y de reacciones rápidas (de microsegundos). En algunos sistemas no es posible medir el equilibrio químico porque las velocidades son demasiado lentas. En todos los procesos reactivos se requiere el uso dereactores. Para determinar que reactor es útil en cada proceso, debe tomarse en cuenta a qué tipo de reacción está destinado cada equipo así como la cinética de reacción, las condiciones de operación y otros factores que ayudan a determinar las características físicas del equipo. Los reactores químicos tienen como funciones principales:
* Asegurar el tipo de contacto o modo de fluir de los...