Operación en estado no estacionario para reactores con agitación

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Descripción de ecuaciones empleadas en reactores con operación enestado no estacionario.

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Operación en estado no estacionario para reactores con agitación

Predecir la concentración y la conversión en función del tiempo

Arranque de un CSTR

Condiciones: Buen mezclado No hay variaciones espaciales de rA

Balance molar

(1)

Se reemplaza la concentración en lugar de la conversión como vari- able en la ecuación del balance

Rx's en fase líquida

(2)

Reacción de primer orden

(3)

Integrando para las condiciones iniciales:

(4)

Reemplazo de espacio tiempo en (1)

Reactores semicontinuos

Alimentación del reactivo B, al reactor previamente cargado por A

Se emplean en reacciones secundarias indeseables con altas concentraciones de B, o la reacción es altamente exotérmica

Ejemplo de Rx's

Amoniólisis Cloración Hidrólisis

Reacciones simultáneas

Aplicando la ley de velocidad

Selectividad instantánea

Ejemplo

Balance molar para A

[velocidad de generación]=[velocidad de acumulación]

Descipción de ecuaciones en términos de:

Concentraciones

Balance Global de masa

[velocidad de entrada]=[velocidad de acumulación] (1)

Densidad constante

(2)

Integrando para las conidiciones iniciales

(3)

Sustituyendo en la ecuación (2)

El balance molar para A:

El balance molar para B

Sustituyendo en (3)

en t=0 CBo=0

Conversión

B se alimenta a un recipiente que contiene A

Determinar reactivo Frontera

Reactivo que se encuentra en el recipiente

Balance

Balace para el reactivo alimentado

Condiciones: Inicialmente B no existe

Balance molar para la especie A

(1)

Número de moles para C y D

Ley de velocidad

(2)

Recordando

Las concentraciones de A, B, C y D son

(3)

Combinando las ecuaciones 1,2 y 3 y dividiendo para las moles inicial de A

Conversión en el equilibrio

relación entre la conversión y el número de moles de cada especie

Reacomodando

Destilación reactiva

Alimentación de los reactivos simultánea. Uno de los productos se vaporiza y se retira, por lo tanto la coversión final es mayor

Produce mayor velocidad de reacción y menor tiem- po de procesamiento

Ejemplo de Rx's

Acetilación Esterificación

Ejemplo:

Bibliografía: Díaz, P. (2012). Diseño de Reactores Químicos Homogéneos No Isotérmicos. 1, 1–106. https://unac.edu.pe/documentos/organizacion/vri/cdcitra/Informes_Finales_Investigacion/IF_DICIEMBRE_2012/IF_DIAZ BRAVO_FIQ/informe.pdf Fogler, H. (2008). Elementos de ingeniería de las reacciones químicas Cuarta edición (4ta ed.). Pearson Educación. https://www.academia.edu/34463230/Fogler_Tercera_Edición

INGENIERÍA DE REACCIONES QUÍMICAS NOMBRE: Patricia Jiménez

Reemplazando en (4)

(5)

Reacciones lentas k pequeño

Reacciones rápidas k es grande