Trabajos
Páginas: 31 (7628 palabras)
Publicado: 21 de febrero de 2011
UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA
UNIDAD IZTAPALAPA
DIVISIÓN DE CIENCIAS BASICAS DE INGENIERIA
N
AAu
I. INTRODUCCION
I.1.- Objetivos
La Ingeniería Química se encarga de la concepción y de la implantación de las transformaciones químicas a la escala industrial. Esta disciplina hoy en día permite identificar principios comunes en la solución de diversos problemas. Se puededecir que no hay diferencia fundamental en el tratamiento de un reactor, de un destilador o de un secador, ya que la metodología es la misma : establecer un modelo matemático a partir de los balances de materia, de energía y de cantidad de movimiento.
Un proceso de fabricación consiste en una serie de operaciones antes y después del sistema de reacción, este último a veces sólo representa unaparte pequeña del equipo correspondiente al proceso total. Sin embargo, el reactor tiene una gran influencia sobre la calidad de los productos. Por consiguiente, el reactor es el "corazón" del proceso.
Los diferentes problemas que requieren de la acción de la ingeniería química son principalmente:
1) Concepción de un reactor industrial a partir de datos de laboratorio.
2) Transición de unaoperación discontinua a continua.
3) Definición de criterios de extrapolación, según sea el caso
4) Optimización del reactor existente, efectuando un diagnóstico de su funcionamiento.
Resulta claro que la situación definida en el punto 4 es la más frecuente, para cualquier tamaño de planta. Esto debido a múltiples factores, como aumento de la producción, nuevas especificaciones de losproductos, "envejecimiento" del equipo, etc. Para los otros puntos, se trata esencialmente del diseño e implantación de un nuevo proceso.
El diseño de un reactor requiere del estudio de diversos elementos, tanto físicos como químicos y algunas veces, biológicos. Así, para que una reacción química tenga lugar, los reactivos deben ponerse primero en contacto.
Es necesario entonces conocer y/oestudiar:
• Datos termodinámicos (¿es posible la reacción química bajo condiciones relavantes para el proceso?) cinética de la reacción (¿qué tan rápido se realiza?).
• Datos sobre transferencia de materia, de calor y de cantidad de movimiento (procesos físicos) acoplados a la información hidrodinámica de circulación y de puesta en contacto de los reactivos.
Es evidente que debeconocerse la naturaleza de los reactivos y productos, las condiciones de operación, los parámetros como concentración, flujo, conversión, rendimiento y distribución de productos cuando se tienen reacciones secundarias.
Antes de abordar los problemas de diseño de reactores, podemos utilizar una analogía sencilla entre estos y la cocina, como la propone O. Levenspiel [1]. Se sabe que una recetaparticular necesita de utensilios de cocina particulares. Por ende, se debe adecuar el aparato utilizado (sartén, olla, parilla, etc.) a la transformación culinaria requerida. Ejemplificando lo anterior, sabemos que para cocinar unos “huevos estrellados” necesitamos una sartén para freír, para asar “carne a la tampiqueña” necesitamos una parrilla o para cocinar arroz se requiere una cacerola.Igualmente, algunas recetas requieren una agitación constante de los ingredientes "para que no se peguen" o una agitación episódica "meneándole de vez en cuando". En ingeniería de reactores necesitamos también una adecuación entre la transformación química y el reactor a utilizar. Finalmente, podemos intuir que el diseño de reactores es tarea de un equipo de ingenieros químicos y químicos, quecomienzan a interactuar desde la etapa del estudio en el laboratorio.
Antes de continuar, conviene mencionar brevemente algunas clasificaciones de reacciones en función de algunos criterios fáciles de reconocer y ya vistos en los cursos de Termodinámica, sin pretender ser exhaustivos
CRITERIOS REACCIONES
-FASES EN PRESENCIA HOMOGENEAS (1 fase presente)...
UNIDAD IZTAPALAPA
DIVISIÓN DE CIENCIAS BASICAS DE INGENIERIA
N
AAu
I. INTRODUCCION
I.1.- Objetivos
La Ingeniería Química se encarga de la concepción y de la implantación de las transformaciones químicas a la escala industrial. Esta disciplina hoy en día permite identificar principios comunes en la solución de diversos problemas. Se puededecir que no hay diferencia fundamental en el tratamiento de un reactor, de un destilador o de un secador, ya que la metodología es la misma : establecer un modelo matemático a partir de los balances de materia, de energía y de cantidad de movimiento.
Un proceso de fabricación consiste en una serie de operaciones antes y después del sistema de reacción, este último a veces sólo representa unaparte pequeña del equipo correspondiente al proceso total. Sin embargo, el reactor tiene una gran influencia sobre la calidad de los productos. Por consiguiente, el reactor es el "corazón" del proceso.
Los diferentes problemas que requieren de la acción de la ingeniería química son principalmente:
1) Concepción de un reactor industrial a partir de datos de laboratorio.
2) Transición de unaoperación discontinua a continua.
3) Definición de criterios de extrapolación, según sea el caso
4) Optimización del reactor existente, efectuando un diagnóstico de su funcionamiento.
Resulta claro que la situación definida en el punto 4 es la más frecuente, para cualquier tamaño de planta. Esto debido a múltiples factores, como aumento de la producción, nuevas especificaciones de losproductos, "envejecimiento" del equipo, etc. Para los otros puntos, se trata esencialmente del diseño e implantación de un nuevo proceso.
El diseño de un reactor requiere del estudio de diversos elementos, tanto físicos como químicos y algunas veces, biológicos. Así, para que una reacción química tenga lugar, los reactivos deben ponerse primero en contacto.
Es necesario entonces conocer y/oestudiar:
• Datos termodinámicos (¿es posible la reacción química bajo condiciones relavantes para el proceso?) cinética de la reacción (¿qué tan rápido se realiza?).
• Datos sobre transferencia de materia, de calor y de cantidad de movimiento (procesos físicos) acoplados a la información hidrodinámica de circulación y de puesta en contacto de los reactivos.
Es evidente que debeconocerse la naturaleza de los reactivos y productos, las condiciones de operación, los parámetros como concentración, flujo, conversión, rendimiento y distribución de productos cuando se tienen reacciones secundarias.
Antes de abordar los problemas de diseño de reactores, podemos utilizar una analogía sencilla entre estos y la cocina, como la propone O. Levenspiel [1]. Se sabe que una recetaparticular necesita de utensilios de cocina particulares. Por ende, se debe adecuar el aparato utilizado (sartén, olla, parilla, etc.) a la transformación culinaria requerida. Ejemplificando lo anterior, sabemos que para cocinar unos “huevos estrellados” necesitamos una sartén para freír, para asar “carne a la tampiqueña” necesitamos una parrilla o para cocinar arroz se requiere una cacerola.Igualmente, algunas recetas requieren una agitación constante de los ingredientes "para que no se peguen" o una agitación episódica "meneándole de vez en cuando". En ingeniería de reactores necesitamos también una adecuación entre la transformación química y el reactor a utilizar. Finalmente, podemos intuir que el diseño de reactores es tarea de un equipo de ingenieros químicos y químicos, quecomienzan a interactuar desde la etapa del estudio en el laboratorio.
Antes de continuar, conviene mencionar brevemente algunas clasificaciones de reacciones en función de algunos criterios fáciles de reconocer y ya vistos en los cursos de Termodinámica, sin pretender ser exhaustivos
CRITERIOS REACCIONES
-FASES EN PRESENCIA HOMOGENEAS (1 fase presente)...
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