QUIMIKA I

Cap.1.- Introducción

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INGENIERIA DE LA REACCION QUIMICA

FUNDAMENTOS Y TIPOS DE REACTORES

Las reacciones químicas a nivel industrial (procesos unitarios) son las operaciones que
tienen por objeto redistribuir los átomos de las especies reactivas para formar los
productos de la reacción.
Las transformaciones químicas clásicas incluyen todas las que involucran interacciones entremoléculas, aunque pueden extenderse a las provocadas por los catalizadores enzimáticos (bioquímicas),
interacciones entre radiación y moléculas (fotoquímicas), y transferencias entre conductores electrónicos
e iónicos (electroquímicas). Pueden distinguirse también los sistemas homogéneos y los heterogéneos
(tales como los catalíticos, reacciones fluido-sólido y fluido-fluido).

Las reaccionesquímicas son por lo general las etapas más significativas de los
procesos, y las que deciden su viabilidad económica; la conjugación de los factores
puramente económicos y los aspectos químicos y físicos del problema constituye la
parte de la ingeniería más genuina del ingeniero químico, denominada diseño de
reactores químicos.
Así, la "Ingeniería de la Reacción Química" es la disciplina que,por si sola, hace que la
Ingeniería Química tenga una entidad propia dentro de la Ingeniería; el estudio de la “operación
unitaria química” tiene una importancia central en el curriculum del ingeniero químico pues
constituye el corazón de todos los sistemas de proceso (no olvidemos que siempre estará
presente en cualquier proceso químico -junto con las correspondientes etapas físicas que en sucaso la acompañen- y que aunque el reactor sea un item menor en los costes de capital, su
operación determina frecuente y decisivamente la carga, tamaño y configuración de los equipos
y operaciones asociadas de preparación, acondicionamiento y separación).
La Ingeniería de la Reacción Química es una disciplina valiosa para la optimización,
sobre todo en combinación con los procesos de altatecnología, aunque no necesariamente
con los productos de alto valor añadido; la razón puede ser simple: en producir estos últimos, el
cuello de botella está en la ciencia, los escalamientos son pequeños y la eficiencia no es crítica
debido a los altos márgenes de beneficio. Aunque esta situación puede cambiar con la
competitividad o ampliación de las producciones actuales, lo que es claro esque la ingeniería
de la reacción química es una disciplina conectada especialmente con los procesos industriales
más básicos. Otras tendencias son su orientación hacia los procesos y su ligazón más fuerte
con la química y dinámica de fluidos, la producción flexible, reacción y separación combinadas,
sistemas expertos, etc. Junto a los principios básicos, solo es posible enseñar normalmentealgunos desarrollos bien elegidos y valiosos; aunque desde un punto de vista en que la
ingeniería de la reacción química es una disciplina madura, más importante que un desarrollo
mayor de los principios, resulta su aplicación a las nuevas tecnologías.

El texto incluye una introducción a los reactores químicos (conceptos fundamentales y cinética
química aplicada), y cuatro grandes temas quetratan del análisis de sus diferentes tipos y operaciones
(reactores ideales, régimen no estacionario, reacciones múltiples, flujo no ideal y sistemas heterogéneos).
Se suponen los conocimientos de cinética química básica, dedicados a la teoría y al cálculo cuantitativo
de la reactividad química, esencial para el diseño, control y optimización de los reactores industriales.

Cap.1.-Introducción

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La Operación Unitaria Química
La “Ingeniería de las reacciones químicas” se ocupa del diseño y operación de los aparatos
donde se llevan a cabo las transformaciones químicas a escala industrial: reactores químicos;
puede decirse que es la disciplina que cuantifica la influencia de los fenómenos de transporte y
la cinética, para relacionar el funcionamiento de los reactores con las...