Diseño de Reactores
Diseño de Reactores
Ecuaciones química independientes. Balance de ecuaciones químicas. Avance de la reacción. Equilibrio químico, Constante de equilibrio químico. Velocidad de reacción. Modelos cinéticos. Conversión. Ajuste de modelos cinéticos. Método diferencial. Método integral. Método de velocidad inicial y del tiempo de vida media. Mecanismo de reacción. Mecanismo en cadena. Mecanismos Moleculares. Efecto de la temperatura.
Tipos de reactores ideales. Reactores CSTR: características, intercambio de calor, volumen, ecuación de sieño. Reactores PFR: flujo, intercambio de calor, ecuación de diseño. Reactores Batch: operación, ecuación de diseño. Reactores semibatch.
Recirculación. Recirculación con separador. Recirculación en un CSTR. Reacciones en paralelo. Análisis de reacciones en paralelo. Reacciones consecutivas. Reactores en paralelo. Reactores CSTR en serie. Reactores PFR en serie. Máxima concentración de producto intermedio. Mínimo volumen de reactores en serie. Recirculación óptima.
Reacciones exotérmicas y endotérmicas. Cálculo del calor de reacción. Balance de energía en un CSTR. Efecto de la temperatura y la presión en la concentración. Balance de energía en un PFR. Balance de energía en un reactor batch. Línea de operación de un CSTR. Efecto de inertes y el flujo de calor. Tiempo de residencia y la línea de operación. Curvas de velocidad constante en reacciones irreversibles y reversibles. Diseño de la Línea de Operación. Intercambiadores de calor en CSTR y PFR. Diseño de una red de reactores.
Distribución de tiempo de residencia. Distribución de edades. Marcador tipo impulso y escalón. DTR de reactores ideales. Volúmenes en el reactor real. Flujos en el reactor real. Zonas muertas. Cortocircuitos. Modelos de comportamiento. Modelado con dispersión y en serie de CSTR.