REACTORES IDEALESNo Isotérmicos y Adiabáticos

NIA

REACTOR DISCONTINUO

(BATCH) – RD

REACTOR TANQUE AGITADO – RTA

REACTOR FLUJO PISTÓN – RFP

DESAPARICIÓN +ACUMULACIÓN = 0

(-rA) . V + dNA/dt = 0V = volumen de FLUIDO

ENTRADA = SALIDA + DESAPARICIÓN

FA0 = FA + (-rA) . V (1)

V = volumen del REACTOR

ENTRADA = SALIDA + DESAPARICIÓNFA= FA + dFA+ (-rA) . dV (1)

V = volumen del ELEMENTO DIFERENCIAL

BALANCES DE ENERGÍA:

(-rA) V ΔH/gA= V CpVdT/dθE absorbida o desprendida = E acumulada /perdidapor Rx. Qca.

Ec. Desarrollada:

T = T0+[CA0.ΔH/ (CpV gA)].XA

(-rA) V ΔH/ gA = FV.CpV. ΔT FA0 xA ΔH/ gA = FV.CpV. ΔTE absorbida o desprendida =E acumulada/perdidapor Rx. Qa.

Ec. Desarrollada:

T = T0 + [CA0.ΔH/ (CpV gA)] XA

(-rA).At.ΔH/gA =S FjCpj (dT/dZ)E absorbida o desprendida =E acumulada/perdidapor Rx. Qa.

Ec. Desarrollada:

T = T0 +[FA0.ΔH/ (gA SFjCpj)]XA

REACTORES DE MEZCLA COMPLETA

REACTORES DE FLUJO

CA0

t

CA

Ecuaciones Entálpicas desarrolladas

Balance de Energía reactor tanque

discontinuo

(-rA) V ΔH/ gA = FV.CpV. ΔT FA0 xA ΔH/ gA = FV.CpV. ΔTE absorbida o desprendida =E acumulada/perdidapor Rx. Qa.

Ec. Desarrollada:

T = T0 + [CA0.ΔH/ (CpV gA)] XA

Balance de Energía reactor tanque

agitado

(-rA) V ΔH/gA= V CpVdT/dθE absorbida o desprendida = E acumulada /perdidapor Rx. Qca.

Ec. Desarrollada:

T = T0+[CA0.ΔH/ (CpV gA)].XA

Balance de Energía reactor tanque flujo

pistón

(-rA).At.ΔH/gA =S FjCpj (dT/dZ)E absorbida o desprendida =E acumulada/perdidapor Rx. Qa.

Ec. Desarrollada:T = T0 +[FA0.ΔH/ (gA SFjCpj)]XA

Estrategia para Resolver Problemas con Reactor Discontinuo

1- Leer atentamente el enunciado2- Desarrolle el DIAGRAMA DE FLUJO conforme al enunciado e incorpore datos

suministrados en el problema3- Escriba la ecuación de diseño del reactor ideal que corresponda e identifique datos

suministrados y variables desconocidas. Objetivo: Θ = f (-rA)

(-rA) = f(T) ; entonces debe acudir al Balance Entálpico4- Desarrolle el Balance entálpico del reactor y desarrolle la Ecuación entálpica más

conveniente. Objetivo: T = f(XA) (T = T0 + [CA0.ΔH/ (CpV gA)] XA)

5- Escribir ecuación que define la constante de velocidad “k = f(T)”6- Plantear el Método de los incrementos: ΔQ = ½ . CA0 {[1/(-rA)]n + [1/(-rA)]n+1} ΔxA

Zn = [1/(-rA)]n

7- Construya tabla de cálculo y calcule tantas filas como incrementos ΔxA plantee entre ΔxA = 0 y ΔxA = ΔxA f

8- Presente el resultado conforme a lo solicitado

Tabla de Cálculo para elReactor Discontinuo

SECEUNCIA DE LA TABLA:

XA / T (°K) / k / Zn / [ ½ CA0 {Zn + Zn+1} ] / ΔQ

• Tome pequeños incrementos equivalentes de XA • Aplique la Ecuación Desarrollado desde el Balance Entálpico• Con el valor calculado de T, puede calcular k.• Con los valores de k y xA puede calcular Zn• Calcule: ΔQ = ½ CA0 {Zn + Zn+1} Δ XA

• Desarrolle la sumatoria de los incrementos a fin de obtener el tiempo de reacción total: SΔQ=Q

Estrategia para Resolver Problemas con Reactor Continuo

1- Leer atentamente el enunciado2- Desarrolle el DIAGRAMA DE FLUJO conforme al enunciado e incorpore datos

suministrados en el problema3- Escriba la ecuación de diseño del reactor ideal que corresponda e identifique datos

suministrados y variables desconocidas. Objetivo: V = f (-rA) (-rA) = f(T) ; entonces debe acudir al Balance Entálpico4- Desarrolle el Balance entálpico del reactor y desarrolle la Ecuación entálpica más

conveniente. Objetivo: T = f(XA) (T = T0+[CA0.ΔH/ (CpV gA)].XA)

5- Calcular el valor de la T del interior del reactor (única y constante) para el valor de conversión final.

6- Escribir ecuación que define la constante de velocidad “k = f(T)” y calcularla para el valor de “T” calculado en el punto previo.

6- Reemplace el valor de “k” calculado en la Ecuación de Diseño y calcule el Volumen del Reactor.

8- Presente el resultado conforme a lo solicitado, o siga calculando en función de la consigna.

Estrategia para Resolver Problemas con Reactor Flujo Pistón

1- Leer atentamente el enunciado2- Desarrolle el DIAGRAMA DE FLUJO conforme al enunciado e incorpore datos

suministrados en el problema3- Escriba la ecuación de diseño del reactor ideal que corresponda e identifique datos

suministrados y variables desconocidas. Objetivo: V = f (-rA) (-rA) = f(T) ; entonces debe acudir al Balance Entálpico4- Desarrolle el Balance entálpico del reactor y desarrolle la Ecuación entálpica más

conveniente. Objetivo: T = f(XA) (T = T0 +[FA0.ΔH/ (gA SFjCpj)]XA)5- Escribir ecuación que define la constante de velocidad “k = f(T)”6- Plantear el Método de los incrementos: ΔV = ½ . FA0 {[1/(-rA)]n + [1/(-rA)]n+1} ΔxA

Zn = [1/(-rA)]n

7- Construya tabla de cálculo y calcule tantas filas como incrementos ΔxA plantee entre ΔxA = 0 y ΔxA = ΔxA f

8- Presente el resultado conforme a lo solicitado

Tabla de Cálculo para elReactor Flujo Pistón

SECEUNCIA DE LA TABLA:

XA / T (°K) / k / Zn / [ ½ FA0 {Zn + Zn+1} ] / ΔV

• Tome pequeños incrementos equivalentes de XA • Aplique la Ecuación Desarrollado desde el Balance Entálpico• Con el valor calculado de T, puede calcular k.• Con los valores de k y xA puede calcular Zn• Calcule: ΔV = ½ FA0 {Zn + Zn+1} Δ XA

• Desarrolle la sumatoria de los incrementos a fin de obtener el tiempo de reacción total: SΔV=V