Analisi De Proyecto

Definición y Tipos de Reactor.

El reactor es el lugar donde ocurre la reacción

química. La diversidad de los reactores industriales puede reducirse a tres tipos que difieren entre

si por el régimen de operación (estable o en transición), por el intercambio de masa con los

alrededores (abierto o cerrado), por la dinámica de flujo y por los perfiles característicos de

concentración y de otras propiedades del sistema. Son ellos los reactores discontinuo, continuo de

tanque agitado y tubular.

A partir de estos tres tipos, también pueden concebirse combinaciones:

Reactor semicontinuo, baterías de reactores CSTR en serie, etc. En todos los casos el medio reaccionante

puede ser homogéneo (una sola fase) o heterogéneo (varias fases).

El reactor discontinuo consiste en un tanque con facilidades para la carga y la descarga,

para la transferencia de calor (intercambiadores, serpentines, bafles, reflujo, recirculación externa

y otros), lo mismo que para agitación de la mezcla reaccionante. En condiciones ideales la mezcla

es homogénea.

El reactor CSTR consiste en un tanque al que continuamente fluye el alimento y descarga

productos a flujos volumétricos tales que el volumen de reacción permanece constante. Esta

provisto de facilidades para transferencia de calor y para agitación. En condiciones ideales la

mezcla es homogénea.

El reactor tubular consiste sencillamente en un tubo, a lo largo del cual fluye la mezcla

reaccionante a condiciones tales (temperatura, concentraciones), que ocurre la reacción química.

Puede estar provisto de un intercambiador para la transferencia de calor. Idealmente no existen

gradientes radiales con respecto a la velocidad, la temperatura y la concentración. Este caso se

refiere como reactor de flujo pistón.

Características de los reactores.

Discontinuo. El reactor discontinuo, como su nombre lo indica, opera por ciclos.

Cada ciclo comprende algunas o todas de las siguientes tareas: carga de re activos, puesta a punto

a las condiciones de reacción (temperatura, presión, otros), reacción, puesta a punto a las

condiciones de descarga, limpieza y vuelta a cargar. Parte del tiempo del ciclo se emplea en

labores necesarias pero diferentes a la conversión de reactivos en productos. También es de

anotar que de carga a carga (discontínuo o por “cochadas”) bien pueden ocurrir diversas historias

térmicas u otros eventos al azar, que en algunos casos, como en el de la producción de polímeros,

pueden afectar las propiedades del producto obtenido.

El reactor discontinuo opera en estado no estacionario y por lo mismo, la conversión

aumenta con el tiempo siempre y cuando el sistema no esté en equilibrio químico. De otra parte,

por efecto de la agitación, idealmente el reactor es homogéneo.

Reactor Continuo de Tanque Agitado (CSTR). El reactor CSTR normalmente

opera en estado estable y como su nombre lo indica es agitado. Por consiguiente, las condiciones

de reacción y por tanto la conversión, permanecen invariables durante el tiempo de reacción y

son homogéneas en el reactor. Obsérvese que las condiciones de la corriente justo a la salida del

reactor son las mismas condiciones de la masa reaccionante.

Reactor Tubular. El reactor tubular normalmente opera en estado estable. Al fluir

la masa reaccionante a lo largo del reactor se va produciendo la reacción química, por tanto la

conversión aumenta con la posición axial mientras ocurra la reacción.

Idealmente las condiciones

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