Tipo-de-reactores.docx

De acuerdo con los modos de operación, describir las características de los reactores: a).- REACTOR BATCH Es un reactor donde no existe flujo de entrada ni de salida, es simplemente un reactor con un agitador que homogeneiza la mezcla. Es esencialmente un tanque en el que se ha permitido que ocurra una reacción. Una vez que se ha tratado un lote, se vacía el reactor, y se puede entonces tratar un segundo lote, ya que no hay flujos. M; entrante= 0

y

M; saliente = 0.

En un reactor batch, el cambio de la concentración a lo largo del tiempo es simplemente el resultado de una reacción química. Las ventajas del reactor mienten con su flexibilidad. Un solo recipiente puede realizar una secuencia de diversas operaciones sin la necesidad de romper la contención. Esto es particularmente útil cuando se procesan tóxicos o componentes altamente potentes. A pesar de que estos reactores son muy usados en procesos industriales y aplicaciones de control de contaminación, para el tratamiento de aguas residuales son poco prácticos pues se necesita tener entrada y salida de agua para que se puedan tratar volúmenes de agua residual considerables. b).- REACTOR SEMICONTINUO Las características de este tipo de reactores son las siguientes: a) Son reactores tipo tanque con agitación. b) Operan a régimen inestable. Una consideración que generalmente se toma en este tipo de reactores es la de suponer que la mezcla está bien agitada. Con lo cual estamos considerando un comportamiento ideal. Algunas ventajas de este tipo de reactores son las siguientes: 1.- Su operación es semicontinua. 2.- Se puede tener un buen control de la temperatura. 3.- La concentración de uno de los reactantes se puede mantener baja. Algunas desventajas de este tipo de reactores son las siguientes: a) Producción pequeña. b) Alto costo de operación.

El reactor semicontinuo se utiliza en los siguientes casos: * Para reacciones homogéneas en fase liquida. *Para reacciones muy exotérmicas. *Cuando se debe tener una concentración baja de uno de los reactantes. c).- REACTOR CONTINUO Son de un flujo estable de alimentación de reactivos y un flujo estable de salida de productos. Para una posición fija a través del tiempo, no varía el grado de reacción y al variar el tiempo se tienen distintas composiciones. De estas características se deduce que; 1.- El reactor continuo permite tener un mejor control sobre la calidad de los productos, lo cual los hace ideales en el caso de que se desee lograr producciones grandes. 2.- Los costos de instalación y producción son altos porque entre otras cosas se requiere un gran sistema de control, pero los costos de operación son bajos. Este tipo de reactores se utilizan en las industrias con altos volúmenes de producción como la refinación del petróleo.

Material residual Residuo solido a la basura No presenta característica de peligrosidad Residuo liquido al drenaje

Características químicas de peligrosidad

Características Biológicas de peligrosidad

Clasificación

Clasificación

Corrosivo Reactivo Explosivo Tóxico Inflamable

Punzocortantes Sangre Patológicos No anatómicos

Guía Técnica de Acción para Residuos Químicos

Guía Técnica de Acción para Residuos Biológicos

Características Radiactivas de peligrosidad

Material con radiaciones arriba de límites ambientes

Guía Técnica de Acción para Residuos Radiactivos

La mayoría de los productos químicos no deben ser arrojados al drenaje, ya que aparte de la contaminación que se genera al medio ambiente, dañas las tuberías de las mesas de trabajo o del lavabo. Todos los metales tóxicos y disolventes halogenados deben recolectarse para su desecho adecuado. Los ácidos y las bases deben neutralizarse antes de ser desechados por lo tanto deberán almacenarse adecuadamente.

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Completar la tabla siguiente con los resultados experimentales: Tiempo, seg

No. Exp.

Volumen NaOH, mL

Normalidad CA

XA

-ln (1-XA)

1

0

1.4

0.046666667

0.53333333

0.7621401

2

15

1.42

0.047333333

0.52666667

0.7479554

3

30

1.44

0.048

0.52

0.7339692

4

45

1.45

0.048333333

0.51666667

0.7270487

5

60

1.47

0.049

0.51

0.7133499

6

75

1.48

0.049333333

0.50666667

0.7065702

7

90

1.49

0.049666667

0.50333333

0.6998362

8

105

1.52

0.050666667

0.49333333

0.6931472

9

120

1.53

0.051

0.49

0.6931472

a) Generar la gráfica de –ln (1-XA) vs t

Gráfica 0.78 y = -0.0006x + 0.755 R² = 0.9573

-ln(1-Xa)

0.76 0.74

logn(1-Xa)

0.72

Linear (logn(1-Xa))

0.7 0.68 0

20

40

60

80

100

120

140

T (s)

b) A partir del gráfico correspondiente obtener el valor de la constante específica de velocidad

de reacción −𝐾 = −0.6𝑥10−3 𝑠 −1 𝐾 = 0.6𝑥10−3 𝑠 −1

T (s) 0 15 30 45 60 75 90 105 120

De acuerdo a lo obtenido en el inciso b), indicar el orden de la reacción Ln(Ca) -3.06472515 -3.05054051 -3.03655427 -3.02963383 -3.01593498 -3.00915529 -3.00242126 -2.98248705 -2.97592965

Orden de reacción -2.97 -2.98 0

50

100

150

-2.99 -3

ln(Ca)

c)

-3.01 y = 0.0007x - 3.0618 R² = 0.9895

-3.02

Series1

-3.03

Linear (Series1)

-3.04 -3.05

-3.06 -3.07

Tiempo (s)

La reacción es de orden 1 puesto que al realizar la gráfica T (s) vs Ln(Ca) se tiene una r2 muy cercana a un valor 1 la cual determina el orden de la racción

d) Generar un gráfico de concentración de reactivos y productos vs tiempo. ¿En qué tiempo se

logra la conversión máxima?

0 15 30 45 60 75 90 105 120

Cao 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

Normaldad Ca 0.046666667 0.047333333 0.048 0.048333333 0.049 0.049333333 0.049666667 0.050666667 0.051

Chart Title 0.12

Concentraciones

Tiempo (s)

La máxima conversión se logra en un tiempo de 60 segundos cuando ambas concentraciones se hacen constantes

0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0

20

40

60

80

100

Tiempo (s) Series1

Series2

e) ¿Qué variables o parámetros de los estudiados anteriormente tendrían que ajustarse para

promover un incremento de la conversión si disminuye el tiempo de residencia? La concentración y el volumen

120

140

CONCLUSIONES

En la práctica se pudo observar que la constante de velocidad es un parámetro que determina el orden de reacción con estos datos experimentales tanto los tiempos y las concentraciones obtenidas se realizó el método grafico para determinar su orden de reacción, siendo este de primer orden y de tal grafico se calculó su constante de velocidad que está dada por la pendiente de la recta

BIBLIOGRAFÍA 1.

Smith, J. M., Ingeniería de la Cinética Química, 3ª. Edición, México, Compañía Editorial Continental, 1991.

2.

Levespiel, O., Chemical Reactor Engineering, 3ª. Edición, New York, Wiley, 1998.