PROPUESTA DEL DISEÑO DE UN REACTOR HOMOGENEO PFR CON EL FIN DE PONER EN PRACTICA LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS EN EL CURSO DE ING. DE LAS REACCIONES

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INDICE DE FIGURAS

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Fig. 1: diagrama del flujo pistón…………….……………………………

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Fig. 2: CA, CB ambas altas………………………………………………

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Fig. 3: CA alta, CB baja………………………………………………….

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Fig. 4: diagrama de VAN HEREDEN…………………………………….

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Fig. 5: diagrama de conversión-temperatura…………………………….

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Fig. 6: esquema del flujo con introducción de trazada en pulso……….

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Fig. 7: esquema del ensayo de flujo………………………………………..

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INTRODUCCION

En el estudio de la ingeniería de las reacciones químicas, se combina el estudio termodinámico junto con los reactores en los cuales se llevan a cabo dichas reacciones exotérmicas y endotérmicas con un régimen isotérmico. El diseño de los reactores químicos constituye la base de la producción de casi todos los productos químicos industriales; en el contexto de la industria química, un reactor es una unidad de proceso diseñada para llevar a cabo una o varias reacciones químicas que generalmente implica un sistema bien delimitado. En el diseño de los reactores muestra la versatilidad de ingeniería de las reacciones de las reacciones que expone la aplicación de sus principios al diseño y operación de reactores, lo que denominamos reactores tomando las reacciones químicas como base del diseño de reactores que en este caso desarrollaremos un reactor PFR.

El reactor flujo pistón (PFR), se usa para modelar transformaciones químicas de compuestos que se transportan en sistemas que parecen tuberías. Las tuberías de un PFR pueden representar un río, la región entre dos montanas entre las cuales pasa el aire o una variedad de otros conductos naturales o de ingeniería a través de los cuales pasan flujos de líquido o de gas. Por lo tanto en el PFR destacaremos la importancia de procesos cinéticos necesarios en las operaciones junto con otras propiedades involucradas cómo son los sistemas homogéneos como heterogéneos, diferenciando el comportamiento cuando el flujo es ideal y no ideal.

Los balances de materia y energía son el corazón de la ingeniería química y combinándolos con la cinética química son el corazón de la ingeniería de las reacciones químicas. Además, incorporando los fenómenos de transporte se logra la base intelectual para el diseño de los reactores químicos.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Proponer el diseño del reactor homogéneo PFR con el fin de poner en práctica los conocimientos adquiridos en el curso de ing. De las reacciones

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

- Realizar balance genérico de materia y energía de un reactor homogéneo PFR

- Comprobar el balance genérico de materia y energía mediante la ejecución de ejercicios

- Analizar el reactor homogéneo tipo PFR en reacciones complejas

- Estabilidad térmica para el reactor homogéneo PFR

- Evaluar la distribución del tiempo de residencia (DTR) del comportamiento de un reactor homogéneo PFR

- Describir el reactor homogéneo tipo PFR para flujo no ideal tomando en cuenta los modelos con y sin parámetros ajustables

DESARROLLO

¿Qué es un PFR?

Un reactor PFR es básicamente un tubo donde se realiza una reacción con cambios en la concentración, la presión y la temperatura en la dirección axial la conversión que se alcanza en un reactor depende del volumen, y el tiempo espacial y la velocidad de reacción en el reactor, además del flujo y la concentración del alimento. El modelo de flujo pistón asume que no hay capa límite adyacente y la pared interior del tubo el modelo del flujo pistón tiene muchas aplicaciones prácticas, para el diseño de reactores químicos de tipo flujo pistón se deben hace las siguientes consideraciones: esencialmente no hay mezclas, se asume que los “tapones” de fluido pasan a través del reactor.

Estos reactores se opera en estado estacionario, es decir las propiedades en un punto determinado del reactor son constantes con el tiempo, se considera que el flujo es altamente turbulento y el campo de flujo se puede modelar con el de flujo tapón, esto quiere decir que no hay variación radial en la concentración al determinar el volumen del reactor tubular se asume que la concentración de los reactivos varia axialmente a lo largo de todo el reactor por lo que la velocidad de reacción varia axialmente estos factores están relacionados en la ecuación de diseño propia de este tipo de reactor.

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Fig.1: Reactor flujo pistón

Importancia de reactor flujo pistón (PFR)

Otro de los reactores continuos a estudiar que también cuenta con gran utilidad a nivel industrial, es el reactor de flujo en pistón o reactor tubular (PFR). Consiste en un haz de tubo que puede ser unitubular o pluritubular, dependiendo de la demanda del compuesto deseado y de la disposición del espacio en donde opere la unidad, los PFR pueden contar con un intercambio de calor y empaques de catalizador que requiera la reacción.

En los reactores de flujo pistón el calentamiento más utilizado es el diseño de un intercambiador de calor de doble tubo, en donde el interno pertenezca al del reactor, fluyendo el fluido de calentamiento por el externo. Algunas veces es poco eficiente este método ya que la velocidad de los reactivos es más rápida que la velocidad del fluido de calentamiento, por ello, se emplea deflectores en el tubo externo para generar