Reactor Tanque Agitado Discontinuo
Páginas: 8 (1773 palabras)
Publicado: 28 de octubre de 2012
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ingeniería y Ciencias Económicas y Sociales
Ingeniería de las reacciones químicas I
Informe de laboratorio N° 1
Reactor tanque agitado discontinuo
Carrera: Ingeniería Química
Alumnos:
Año: 2011
1. INTRODUCCIÓN
Se utiliza la hidrólisis del anhídrido acético para determinarcómo varía la conversión en función del tiempo en un reactor tanque agitado discontinuo isotérmico. Los valores de conversión obtenidos experimentalmente se compararon con la curva teórica obtenida desde la ecuación de diseño para dicho reactor.
Desde el análisis de las mediciones experimentales, se determina el tiempo de reacción necesario para alcanzar una conversión del 50%, así como el tiempode ciclo total, teniendo en cuenta tiempos muertos de trabajo.
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
El balance de masa para reactores discontinuos, para el sistema reaccionante es:
[pic] (reacción 1)
[pic] (forma abreviada)
[pic](1)
Ó
[pic] (2)
Separando variables e integrando
[pic] (3)Expresándolo en función de la conversión, recordando que:
[pic] y [pic]
Para: [pic] [pic]
Para: [pic] [pic]
Reemplazando en la ecuación (3)
[pic] (4)
El sistema opera a presión constante y la reacción tiene una expresión cinetica:
[pic]
Reemplazando eintegrando (4) se obtiene:
[pic] (5)
Ecuación de diseño que utilizaremos para obtener nuestra curva teórica:
[pic]= Número de moles de A (Número de moles de anhídrido acético).
[pic]= Número de moles iniciales de A.
[pic]= Constante específica de velocidad a la temperatura de la experiencia (min[pic]).
[pic]= Conversión fraccional de A.
[pic]= Tiempo (min).
3. EQUIPO EINTRUMENTOS
El equipo utilizado consiste en un reactor de vidrio encamisado, con un agitador de velocidad variable. Consta de dos entradas que permiten la introducción de reactivos, la toma de muestras y la introducción de un termómetro para medir la temperatura de reacción.
Los elementos de vidrio para muestreo y análisis son: pipetas de 5, 10 y 20 ml, 15 recipientes de tipo erlenmeyer y una buretade 25ml.
El agitador garantiza en gran medida la uniformidad de condiciones de reacción en el interior del recipiente (suposición de trabajo introducida en los cálculos ideales).
La temperatura constante en el interior, se supone idéntica a la temperatura ambiental (20ºC).
4. PROCEDIMIENTO
El reactor se cargó con aproximadamente 4500 ml de agua y 35 ml de anhídridoacético. La reacción se puede llevar a cabo en un rango conveniente de temperaturas (entre 15ºC y 40ºC).
Se procuró, para esta experiencia, operar el reactor a 20ºC aproximados (medidos), correspondientes a la temperatura ambiente, propiciando tal condición velocidades de reacción moderadas que permiten trabajar con intervalos de muestreo razonables y representativos del progreso de la reacción.
Seobtuvieron datos de CA vs tiempo, desde los cuales se calcularon los valores experimentales de conversión de A. Se pretende comparar tales valores experimentales con aquellos que se obtienen desde la ecuación de diseño intermitente (teóricos).
El seguimiento del curso de la reacción se realizó tomando muestras a distintos tiempos. Se utilizó una pipeta de 5 ml para extraerlas e inmediatamenteintroducirlas en un recipiente erlenmeyer conteniendo 20 ml de agua saturada con anilina el cual se agita rápidamente para detener la reacción. El tiempo registrado para cada muestra, entonces, es el tiempo de detención de la reacción.
El método es razonable ya que la reacción de detención entre el anhídrido acético y la anilina es rápida, dando como productos acetanilida y ácido acético....
Facultad de Ingeniería y Ciencias Económicas y Sociales
Ingeniería de las reacciones químicas I
Informe de laboratorio N° 1
Reactor tanque agitado discontinuo
Carrera: Ingeniería Química
Alumnos:
Año: 2011
1. INTRODUCCIÓN
Se utiliza la hidrólisis del anhídrido acético para determinarcómo varía la conversión en función del tiempo en un reactor tanque agitado discontinuo isotérmico. Los valores de conversión obtenidos experimentalmente se compararon con la curva teórica obtenida desde la ecuación de diseño para dicho reactor.
Desde el análisis de las mediciones experimentales, se determina el tiempo de reacción necesario para alcanzar una conversión del 50%, así como el tiempode ciclo total, teniendo en cuenta tiempos muertos de trabajo.
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
El balance de masa para reactores discontinuos, para el sistema reaccionante es:
[pic] (reacción 1)
[pic] (forma abreviada)
[pic](1)
Ó
[pic] (2)
Separando variables e integrando
[pic] (3)Expresándolo en función de la conversión, recordando que:
[pic] y [pic]
Para: [pic] [pic]
Para: [pic] [pic]
Reemplazando en la ecuación (3)
[pic] (4)
El sistema opera a presión constante y la reacción tiene una expresión cinetica:
[pic]
Reemplazando eintegrando (4) se obtiene:
[pic] (5)
Ecuación de diseño que utilizaremos para obtener nuestra curva teórica:
[pic]= Número de moles de A (Número de moles de anhídrido acético).
[pic]= Número de moles iniciales de A.
[pic]= Constante específica de velocidad a la temperatura de la experiencia (min[pic]).
[pic]= Conversión fraccional de A.
[pic]= Tiempo (min).
3. EQUIPO EINTRUMENTOS
El equipo utilizado consiste en un reactor de vidrio encamisado, con un agitador de velocidad variable. Consta de dos entradas que permiten la introducción de reactivos, la toma de muestras y la introducción de un termómetro para medir la temperatura de reacción.
Los elementos de vidrio para muestreo y análisis son: pipetas de 5, 10 y 20 ml, 15 recipientes de tipo erlenmeyer y una buretade 25ml.
El agitador garantiza en gran medida la uniformidad de condiciones de reacción en el interior del recipiente (suposición de trabajo introducida en los cálculos ideales).
La temperatura constante en el interior, se supone idéntica a la temperatura ambiental (20ºC).
4. PROCEDIMIENTO
El reactor se cargó con aproximadamente 4500 ml de agua y 35 ml de anhídridoacético. La reacción se puede llevar a cabo en un rango conveniente de temperaturas (entre 15ºC y 40ºC).
Se procuró, para esta experiencia, operar el reactor a 20ºC aproximados (medidos), correspondientes a la temperatura ambiente, propiciando tal condición velocidades de reacción moderadas que permiten trabajar con intervalos de muestreo razonables y representativos del progreso de la reacción.
Seobtuvieron datos de CA vs tiempo, desde los cuales se calcularon los valores experimentales de conversión de A. Se pretende comparar tales valores experimentales con aquellos que se obtienen desde la ecuación de diseño intermitente (teóricos).
El seguimiento del curso de la reacción se realizó tomando muestras a distintos tiempos. Se utilizó una pipeta de 5 ml para extraerlas e inmediatamenteintroducirlas en un recipiente erlenmeyer conteniendo 20 ml de agua saturada con anilina el cual se agita rápidamente para detener la reacción. El tiempo registrado para cada muestra, entonces, es el tiempo de detención de la reacción.
El método es razonable ya que la reacción de detención entre el anhídrido acético y la anilina es rápida, dando como productos acetanilida y ácido acético....
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