Reporte De Un Reactor Pfr

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO


FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA













LAB. DE INGENIERÍA DE REACTORES



M. C. TERESA REYES REYES


REPORTE DE LA PRÁCTICA #4

REACTOR PFR

GARCÍA RUIZ DIANA LITZAJAYA
MARTINEZ GOMEZ IRMA
PEREZ GARCÍA ALINA MAYTEE
RODRÍGUEZ MALDONADO JUAN LUIS
SOBERANIS ABARCA FATIMA




5 DE ABRIL DEL 2011Reactor Tubular

OBJETIVO
Se demostrara el comportamiento de un reactor tubular y se comparara con el reactor continuo agitado (CSTR).

TEORIA
Para un reactor tubular donde se lleva a cabo una reacción de primer orden y con densidad constante, se tiene:

V_RT/F_A0 =∫_0^(Z_A)▒〖dZ〗_A/r_A
V_RT/〖QC〗_A0 =∫_0^(Z_A)▒〖dZ〗_A/(K_1 C_A0 (1-Z_A))

O bien:

Donde:
VRT = volumen delreactor tubular.
Q = Gasto volumétrico.
zA = conversión fraccional de A.
T = Tiempo espacial en el reactor tubular.

Si se grafica la ecuación (4-2) en forma de conversión contra k1(VR/Q), se observara que para gastos iguales, k1(VR/Q) es proporcional al volumen y para cualquier conversión dada el volumen requerido de reactor es mayor para un tanque agitado y la diferencia aumenta con eltiempo de residencia. Observe siguiente figura.4.1

Para obtener una medida directa de relación de volumen de reactor agitado con el volumen del reactor tubular, en la misma conversión se iguala la ecuación 4-2 con la ecuación que resulta del balance de masa del reactor de tanque con agitación:
v_RA/Q=(C_Ao-C_A)/r_A =(C_Ao-C_A)/(K_1 C_A )=(C_Ao Z_A)/(K_1 C_Ao (1-Z_A ) )
Z_A (C_Ao-C_A)/C_Ao=(K_1 (V_RA/Q))/(1+K_1 (V_RA/Q) )
Y se tiene que
(K_1 (V_RA/Q))/(1+ K_(1 ) (V_RA/Q) )=1-e^(〖-K〗_1 (V_RT/Q) )

Donde VRA es el volumen del reactor agitado.

Si es la relación de volúmenes, =VRA/VRT, la ecuación anterior se puede escribir en términos de y VRT.



Si se reemplaza k1 (VRT/Q) en la ecuación (4-4) por la función zA de la ecuación 4-2 y resolviendo para a se obtiene larelación de volúmenes en función de la conversión.
=Z_A/(Z_A-1)ln(1-Z_A )

En la figura 4-2, que corresponde a la grafica de esta ecuación, se ve que a concentraciones bajas poco es lo que se gana al emplear un reactor tubular, pero a conversiones de 70% o mas, la unidad de tanques con agitación requiere un volumen mas del doble.


Para el caso de una relación de segundo orden, se tiene lasiguiente ecuación de la conversión:


Donde:
ZA = es la conversión fraccional del reactivo A (reactivo limitante).
ѲB = CB0 / CA0=Gasto molar del reactivo B/Gasto molar del reactivo A
P = VRK1CA0 / Q
VR = Volumen de reactor (L)
K1 = Constante especifica de velocidad de reacción.
CA0 = Concentración de A en la entrada del reactor.
Q = Gasto volumétrico. L/min

Si uno de losreactivos está presente en exceso, la ecuación (4-2) puede aplicarse al cálculo de la conversión y dar resultados muy parecidos a los obtenidos por la ecuación (4-6), siempre y cuando la k tome en cuenta la concentración del reactivo en exceso.

MATERIAL

1 espectrofotómetro UV –Visible 4 celdas paraespectrofotómetro 4 matraces aforados 100 ml 1 reactor Tubular 1 Termómetro1 Cronometro 2 Matraces de 500 ml 2 Matraces de 250 ml...