Quimica

Ciencia y Desarrollo

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y MODELAMIENTO DE UN REACTOR TUBULAR DE LABORATORIO PARA REALIZAR HIDRÓLISIS Y SAPONIFICACIÓN
Responsable: Ing. Juan Viloche Bazán

RESUMEN
Primero se determinó el orden de reacción de hidrólisis de cristal violeta que fue una seudoreacción de primer orden y un modelo de segundo orden para la saponificación del acetato de etilo, que permitiócalcular el volumen del reactor para cada reacción. El reactor tubular (PFR) se construyó de polietileno de 12 m de longitud, un diámetro interno de 0,95 cm y una capacidad de 850 cm3. El reactor PFR está enrollado helicoidalmente a lo largo de 30 cm en un soporte de acrílico cristal de 5 mm. de espesor y 15 cm de diámetro externo y sumergido en agua a temperatura controlada que permita modificar latemperatura del sistema. La conversión de diseño es aproximadamente del 80%, tanto para la hidrólisis del cristal violeta como para la saponificación del acetato de etilo.

ABSTRAC
First was determined the order of reaction of hidrólisis of violet crystal that was a seudo reaction of the first order and a model of the second order for the saponification of the acetate of ethyl, which allowed tocalculate the volume of the reactor for every reaction. The tubular Reactor (PFR) was construct of polyethylene of 12 m. Of length, an internal diameter of 0.95 cm and of a capacity of 850 cm3. The reactor PFR is plunged spirally along 30 cm. In a support of Acrylic crystal of 5 mm. of thickness and 15 cm. of diameter external and plunged in water a control temperature that allows to modify thetemperature of the system. The conversion of design is approximately 80 % such as for the hidrólisis of the violet crystal and for the saponification of the acetate of ethyl.

I. INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas fundamentales que se le presentan al ingeniero químico que desea diseñar o simular la operación de un reactor es el conocimiento de los modelos cinéticos. El modelo cinético tiene queser determinado experimentalmente o se puede obtener mediante una búsqueda bibliográfica. La modelación y simulación de un reactor es de invaluable ayuda para determinar en qué dirección se modificarán las variables de operación y de proceso para maximizar la producción a los menores costos, esta modelación requiere de un entendimiento claro de fenómenos cinéticos, de superficie y de transporte.2) Reacciones de Segundo Orden
Son la mayoría de las reacciones bimoleculares que se realiza en la naturaleza y tiene la forma siguiente: aA + bB Productos (3)

Aplicando el grado de conversión se tiene (4) Como M = CBo/CAo se puede integrar la Ecuación anterior obteniendo (5)

II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Las reacciones con las cuales se va a trabajar en el presente proyecto sonreacciones de primer orden y reacciones de segundo orden.

1) Reacciones de Primer Orden
(1)
Que luego de ser integrada tiene la forma

3) Diseño de un reactor tubular.
Utilizaremos la forma diferencial de la ecuación de diseño 6) Si sustituimos la ley de velocidad (-rA ) para el caso de una reacción de hidrólisis del Cristal Violeta (reacción de primer orden) y para el caso de Saponificación deAcetato de Etilo ( reacción de segundo orden) se puede obtener el volumen real del reactor.

(2)

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Ciencia y Desarrollo III. MATERIAL Y MÉTODOS
1) Reactivos
· Agua · Cristal violeta · Acetato de Etilo · NaOH · Hcl

IV. RESULTADOS
1) Curvas de calibración y modelo Cinético
Hidrólisis de Cristal violeta

(r = 0,9025 ramos/ml) ( 97,7% pureza) (37% pureza)

CCV = 3,131E-07 +1,238E-05 ( ABS) R2 = 9,966E-01

(8) (9)

-r CV = 0,174C CV
Saponificación de Acetato de Etilo

2) Materiales y equipos
· Reactor Batch de 1000 ml de capacidad (vaso de precipitados) · Termostato · Interfase de adquisición de datos · Sensor de conductimetría · Sensor de temperatura · Bomba peristáltica · Reactor tubular construido · Manguera de polietileno

El seguimiento de la reacción de...