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Reactores Quimicos


Enviado por   •  7 de Octubre de 2011  •  1.833 Palabras (8 Páginas)  •  1.045 Visitas

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REACTORES QUÍMICOS

1. CONCEPTOS GENERALES

Definición de Reacción Química.

Se conoce como reacción química a aquella operación unitaria que tiene por objeto distribuir de forma distinta los átomos de ciertas moléculas (compuestos reaccionantes o reactantes) para formar otras nuevas (productos). El lugar físico donde se llevan a cabo las reacciones químicas se denominan REACTOR QUÍMICO.

Los factores que hay que tener en cuenta a la hora de llevar a cabo o desarrollar una reacción química son:

– Condiciones de presión, temperatura, y composición necesarias para que los materiales entren en estado de reacción.

– Las características termodinámicas y cinéticas de la reacción

– Las fases (sólido, líquido, gaseoso) que se encuentran presentes en la reacción

Formas de cambios químicos:

– Descomposición, consiste en que una molécula se divide en moléculas más pequeñas, átomos o radicales.

– Combinación, ésta se realiza cuando una molécula o átomo se une con otra especie para formar un compuesto nuevo.

– Isomerización, en este caso la molécula no efectúa ninguna descomposición externa o adición a otra, es simplemente un cambio de configuración estructural interna.

Clases de Reacciones Químicas.

¬ Reacciones Homogéneas: Cuando se afecta solamente una fase, ya sea gaseosa, sólida, o líquida.

¬ Reacciones Heterogéneas: Cuando se requiere la presencia de al menos dos fases para que tenga lugar la reacción a una velocidad deseada.

¬ Reacciones Enzimáticas: Utilizan catalizadores biológicos (proteinas con alto peso molecular, con centros activos, y que trabajan a bajas temperaturas)

¬ Reacciones Catalíticas: Son aquellas reacciones que requieren de una sustancia adicional (que no aparece en el balance global) para modificar la velocidad de reacción; esta sustancia por su mera presencia provoca la reacción química, reacción que de otro modo no ocurriría.

¬ Reacciones No Catalíticas: Los materiales reactantes no necesitan ninguna sustancia adicional para dar lugar a la reacción química

¬ Reacciones Autocatalíticas: En esta reacción, uno de los productos formados actúa como catalizador, participando en otra etapa del proceso donde velocidad de reacción es más rápido que en la primera.

¬ Reacciones Endotérmicas: Son aquellas que adsorben calor del exterior.

¬ Reacciones Exotérmicas: Son aquellas que liberan calor hacia el exterior.

Definición de Reactor Químico.

Un reactor químico es una unidad procesadora diseñada para que en su interior se lleve a cabo una o varias reacciones químicas. Dicha unidad procesadora esta constituida por un recipiente cerrado, el cual cuenta con líneas de entrada y salida para sustancias químicas, y esta gobernado por un algoritmo de control.

Los reactores químicos tienen como funciones principales:

– Asegurar el tipo de contacto o modo de fluir de los reactantes en el interior del tanque, para conseguir una mezcla deseada con los materiales reactantes.

– Proporcionar el tiempo suficiente de contacto entre las sustancias y con el catalizador, para conseguir la extensión deseada de la reacción.

– Permitir condiciones de presión, temperatura y composición de modo que la reacción tenga lugar en el grado y a la velocidad deseada, atendiendo a los aspectos termodinámicos y cinéticos de la reacción.

Ecuación de Rendimiento.

Es aquella expresión matemática que relaciona la salida con la entrada en un reactor químico, para diversas cinéticas y diferentes modelos de contacto.

– Modelo de Contacto: Está referido a como los materiales circulan a través del reactor y se contactan unos con otros dentro de este, además del tiempo que necesitan para mezclarse, y las condiciones y características de la incorporación de material.

– Cinética: Está referido a cuan rápido ocurren las reacciones, el equilibrio dentro del reactor, y la velocidad de la reacción química; estas factores están condicionados por la transferencia (balance) de materia y energía.

El balance de masas esta dado por la relación:

entra – sale + genera – desaparece = acumula

El balance de energía esta dado por la relación:

entra – sale ± genera ± transmite = acumula

2. TIPOS DE REACTORES QUÍMICOS

Existen infinidad de tipos de reactores químicos, y cada uno responde a las necesidades de una situación en particular, entre los tipos más importantes, más conocidos, y mayormente utilizados en la industria se puede mencionar los siguientes:

a) REACTOR DISCONTINUO. Es aquel en donde no entra ni sale material durante la reacción, sino mas bien, al inicio del proceso se introducen los materiales, se lleva

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