Tsumantenimiento Mecanico

Maturín, Enero de 2012.
Introducción

En los últimos años el concepto de automatización ha ido evolucionando rápidamente debido a que con ella se puede mejorar las operaciones de un proceso productivo, además de la calidad de los bienes producidos, garantizando a las empresas lograr sus objetivos con un desempeño óptimo.

La automatización de los reactores químicos CSTR permite poder mejorarel proceso, teniendo como resultado mejor uniformidad en el producto y mayor flexibilidad en las variaciones de recetas, de esta manera se mejora el producto final, obteniendo uniformidad en la realización de mezclas. Este trabajo presenta como objetivo el diseño de un sistema de control aplicado a un reactor químico continuo (CSTR), en el cual se desarrolla una reacción exotérmica(saponificación de acetato de etilo con hidróxido de sodio).

REACTOR TANQUE AGITADO CONTINUO (CSTR)
Según Levenspiel (1986), este tipo de reactor consta de un tanque con una agitación casi perfecta, en el que hay un flujo continuo de material reaccionante y desde el cual sale continuamente el material que ha reaccionado (material producido). La condición de agitación no es tan difícil de alcanzar siempre ycuando la fase líquida no sea demasiada viscosa.
El propósito de lograr una buena agitación es lograr que en el interior del tanque se produzca una buena mezcla de los materiales, con el fin de asegurar que todo el volumen del recipiente se utilice para llevar a cabo la reacción, y que no existan o queden espacios muertos.
Se puede considerar que la mezcla es buena o casi perfecta, si eltiempo de circulación de un elemento reactante dentro del tanque es alrededor de una centésima del tiempo promedio que le toma al mismo elemento para entrar y salir del reactor.
Este reactor también es conocido por sus siglas en inglés CSTR que significa
Continuous Stirred Tank Reactor.
Es ventajoso disponer de varios tanques en serie y que la corriente de material del proceso fluya de unohacia el siguiente, esto da como resultado un cambio de composición escalonada entre los tanques sucesivos. Si hubiera sólo un tanque,habría pérdidas apreciables de material sin reaccionar, aunque el material que no ha reaccionado puede recircular y volver a ingresar al tanque
Los elementos de fluido en la corriente de entrada al reactor tienen una probabilidad
P1 de permanecer en el reactordurante un tiempo T1, una probabilidad P2 de permanecer un tiempo T2, y así sucesivamente; esto da origen a una distribución de tiempos de residencia, que tiene una influencia directa en la conversión y selectividad obtenidas en un reactor.
Las partes principales de este tipo de reactor son:
– El sistema de agitación
– Las tuberías de alimentación de reactantes
– Las tuberías de descarga deproductos
– El recipiente o tanque
* La camisa de enfriamiento y/o calentamiento

Esquema de un reactor tanque agitado continuo
Las suposiciones principales que se hacen respecto a este tipo de reactor son las siguientes:
– La mezcla reaccionante tiene las mismas propiedades en todos los puntos del reactor
– El flujo de salida tiene las mismas propiedades quela mezcla reaccionante en el interior del reactor
– El flujo de alimentación alcanza instantáneamente las propiedades de la mezcla reaccionante
Estas suposiciones implican que la alimentación se mezcle con el contenido del reactor en un intervalo de tiempo mucho más corto que el tiempo promedio de residencia dentro del reactor del flujo que pasa a través de este.

MODELACIÓN MATEMÁTICA DEUN REACTOR QUÍMICO CONTINUO
* . Descripción de la reacción química
En el interior del reactor químico se desarrollará una reacción de saponificación, de acetato de etilo (CH3COOC2H5) con hidróxido de sodio (NaOH), la cual produce acetato de sodio (CH3COONa) y etanol (C2H5OH). Esta reacción es ligeramente exotérmica. Para que la reacción transcurra normalmente, se debe procurar mantener la...