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RESUMEN EJECUTIVO

[Esta sección debe contener un resumen del trabajo para lectura del ejecutivo, que no es ingeniero sino administrador, quien es quien tiene el poder de decisión. No debe exceder tres cuartos de página, y debe contener información acerca de las consideraciones que se han hecho para realizar el trabajo; acerca de qué se ha hecho; respecto de cómo se ha hecho; y debe presentar los resultados que se han obtenido, e indicar las conclusiones a las que se ha llegado, y las recomendaciones que el grupo desee hacer; y debe –sobre todo- indicar si el grupo considera que el proyecto es viable] [2]

En el presente documento se realiza el modelo y la simulación de un reactor tubular de lechos catalíticos, en el que se produce la reacción exotérmica de isomerización del n-butano a iso-butano empleando como catalizador platino soportado en zeolita. Se diseñó el reactor para lograr una conversión entre 80 a 90%, con una alimentacion de 772.2 Kg/h de n-butano.

Para esto se desarrollaron los correspondientes balances de masa y energía de la especie reactante y en el serpentín ubicado en la cámara de enfriamiento, y se obtuvo el modelo matemático del proceso, tomando las siguientes consideraciones:

El reactor se encuentra térmicamente aislado.

La cámara de enfriamiento está perfectamente agitada.

El reactor opera a una presión constante.

El flujo volumétrico es constante a lo largo del reactor.

Las propiedades termofísicas se mantienen constantes.

La velocidad de reacción no se ve influenciada por la presencia del catalizador.

A continuación se aplicó el modelo matemático en una simulación en Visual Basic Aplications TM, y se obtuvo como resultados que para un reactor de 3 lechos catalíticos y 2 cámaras de enfriamiento la conversion total del n-butano es de 84.1%, produciendo 650 Kg/h de iso-butano.

El reactor presenta una altura total de 3.105 m, siendo las alturas de los lechos de 0.43 m, 0.57 m y 0.75 m y la de las cámaras de enfriamiento de 0.7 m y 0.635 m respectivamente.

Mediante los resultados podemos concluir que la mayor conversión se alcanza en el primer lecho siendo esta de 30% y que la temperatura del reactor no sobrepasa la temperatura máxima que soporta el catalizador de 200 °C.

Finalmente podemos concluir que la relacion entre la conversión alcanzada y la altura del reactor el proyecto es viable.

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

[Esta sección debe indicar en qué consiste el problema que el grupo debe resolver. Se puede utilizar el texto MSWord proporcionado por el profesor] [1]

El problema consiste en diseñar un reactor constituido por 3 lechos catalíticos con sus respectivas cámaras de enfriamiento para llevar acabo la reacción exotérmica de isomerización de n-butano→i-butano en fase gaseosa.

Descripción del diseño:

El reactor se alimenta con una corriente gaseosa de la especie química A (n-butano) en concentración C_(A_O ) que ingresa con un flujo de 772,2 (Kg/h) de la especie química B (i-butano), la reacción exotérmica □(A→┴k ) B produce un calor de reacción ΔH_rx igual a 1873,5 KJ/Kg. Se ha determinado que la cinética de la reacción es -γ_A=k*C_A con una constante k dependiente de la temperatura y puede representarse por medio del modelo de Arrhenius: k=ko*e^(-Ea/RT).

Es necesario un sistema de enfriamiento por la exotermicidad de la reacción para no dañar el catalizador y su matriz por un exceso de temperatura, por esta razón el reactor dispone de 2 cámaras de enfriamiento, las mismas que constan de serpentines por los cuales circula agua de enfriamiento. El catalizador de platino soportado en zeolita para este diseño soporta una temperatura máxima de 285°C.

Ilustración

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