Reactores cataliticos

Los reactores catalíticos tienen la función de permitir lareacción química entre dos o más reactivos mediante lapresencia de un catalizador para dar el producto oproductos deseados bajo unas condiciones de operaciónespecíficasde temperatura, presión, flujos, etc.El diseño del reactor es un factor clave para optimizar elproceso, es decir, para obtener las mayores conversiones y selectividadesposibles.
Los reactores catalíticos se pueden clasificar según la faseen que se encuentra el catalizador respecto al medio dereacción,así se tendrá: Reactores catalíticos homogéneos. Reactores catalíticos heterogéneos.
En reactores catalíticos homogéneos tanto los reactivoscomo el catalizador se encuentran en la misma fase.En los reactores catalíticos heterogéneos los reactivos y elcatalizador seencuentran en fases diferentes, siendo lafase del catalizador sólida, mientras que las fases de losreactivos pueden ser gas o líquido o las dos.
El contacto del reactante gaseoso con el catalizador sólidopuede efectuarse de muchas maneras y cada una ofreceventajas y desventajas específicas.Existen diferentes configuraciones de reactores a granescala para llevar a cabo proceso continuos deinterésindustrial.Entre los tipos de reactores catalíticos podemosmencionar:

Reactores de lecho fijo (sencillos, múltiples, ymultitubulares)

Reactores de lecho fluidizado

Reactores de lecho móvil

En el diseño de reactores para fluidos en presencia decatalizadores sólidos, debe tenerse en cuenta latransmisión de calor , la pérdida de presión y el contactoentre fases, y, en muchos casos laprevisión de un procesoperiódico o continuo para la regeneración del catalizadordeteriorado.
El diseño de un proceso catalítico se caracteriza por:

El establecimiento del conjunto de condiciones delreactor:TemperaturaPresiónComposiciónTiempo de contacto
Diseño del reactor:Reactor con concentraciones uniformeReactor con gradientes de concentraciones
Deposición del catalizador en el reactor ylasoperaciones unitarias que el primero requiere talescomo:PurificaciónSeparaciónRecirculaciónIntercambio de calorRegeneración del catalizador, etc

Al final se debe escoger para la formulación seleccionada,el conjunto de condiciones que constituyen la operaciónmás económica.
Condiciones de operación
El establecimiento de las condiciones de operación es elresultado del estudio termodinámico ycinético delsistema.La manipulación de las condiciones de operación es engran medida en la industria, la manera de obtener mayoresrendimientos.

Este tipo de reactor es utilizado ampliamente ya que es lamanera más fácil y común de realizar una reacción en fasegas heterogéneamentecatalizada.El arreglo del catalizador fijo generalmente es llamadocama fija.La circulación de los gases a través delechos fijos seaproxima al flujo en pistón.

Puede resultar difícil el control adecuado de
latemperatura en lechos fijos grandes, debido a que estossistemas se caracterizan por una conductividad caloríficabaja y por un gran desprendimiento o absorción de calor.Por consiguiente es reacciones muy exotérmicas es muyprobable que se formen zonas calientes que puedanperjudicar al catalizador.Loslechos fijos no pueden emplear tamaños muypequeños de catalizador, debido a la formación de taponesy a que se originan pérdidas de presión elevadas.
Reactor de lecho fijosenci
llo
Se emplean para procesosadiabáticos, o en aquelloscasos en los que puedecontrolarse, a través de lasparedes del lecho, elfenómeno de transmisión decalor de manera efectiva.Normalmente, la transmisiónde calor es másefectivacuando el catalizador seencuentra dentro de tubosde pequeño diámetro.En el caso del proceso dehidrodesulfuración defracciones de petróleo, laaplicación a gran escala selleva a cabo en reactores delecho fijo sencillos.

Tipo de reactores industriales
Reactor de lecho fijo

Reactor de lechos fijosmú
ltiples
En este tipo de reactores latransmisión de calor se lleva acabo intercalando...