reactor

2

+ 3

2



2

3

La `operación unitaria química´

Metodología general para el diseño de reactores químicos
El modelo de diseño puede resumirse en un diagrama de flujo deinformación
con las `relaciones de diseño´ fundamentales, junto a los diferentes tipos de
`variables´ y los datos necesarios para la simulación:

Datos y variables fijas (f)
Variables de diseño (5-f)

Ec.de diseño:
1)
2)
3)
4)

v (Co,x,T)
T (To,x,q)
 (Co,x,v)
Vr = ·Vo

Variables de estado (4)

El procedimiento más general para el `cálculo de los reactores químicos´, a partir de laresolución
simultánea de la cinética y los balances de materia y energía, consiste en representar v (Co,x,T) en
forma de diagramas v‑x‑T (con v como parámetro y Co fijo); sobre dicho diagrama puedentrazarse las líneas de operación del régimen térmico T (To,x,q), y con la pauta de temperatura
resultante se obtiene la relación entre la velocidad y la conversión a lo largo de la reacción v (Co,x).El tiempo de residencia (o la velocidad espacial) en el reactor se obtienen representando Co/v vs.
x, y utilizando la ecuación de diseño correspondiente  (Co,x,v) (para el reactor discontinuo, untanque continuo agitado, o uno de flujo tubular):  (Co,x).

Ejemplo:

•

Se desea llevar a cabo el proceso en disolución acuosa diluida: A = R
que se ajusta a una cinética reversible yexotérmica de primer orden:
v = -CA/t = k1 CA - k2 CR
k1 = 3,1·107 · e - 5850/T
k2 = 1,7·1018·e -14900/T

•

Curvas isocinéticas:
x = [k1(T)-v/CoA]/[k1(T)+k2(T)]

•

v = f (CoA, x, T) 
Hoja decálculo
Hoja de cálculo

–

Modelo cinético

CoA = 1 mol/l

•

La temperatura de la alimentación es: To = 20ºC
y se desea lograr una
20
conversión en el reactor del 80%:
80
T = To +(q -∆Hr x)/Cp,mrl

•

Hr = -20 kcal/mol

Cp = 1 kcal/lºC

a) Reactor de mezcla completa:
–

El punto final de operación debe
coincidir con el lugar geométrico de
velocidades máximas:...