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• Jevn Pumvleque

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REACTORES DISCONTINUOS II.1.

DEFINICIÓN DE REACTOR QUÍMICO

Un reactor químico es una unidad procesadora diseñada para que en su interior se lleve a cabo una o varias reacciones químicas. Dicha unidad procesadora está constituida por un recipiente cerrado, el cual cuenta con líneas de entrada y salida para sustancias químicas, y está gobernado por un algoritmo de control. Los reactores químicos tienen como funciones principales:  Asegurar el tipo de contacto o modo de fluir de los reactantes en el interior del tanque, para conseguir una mezcla deseada con los materiales reactantes.  Proporcionar el tiempo suficiente de contacto entre las sustancias y con el catalizador, para conseguir la extensión deseada de la reacción.  Permitir condiciones de presión, temperatura y composición de modo que la reacción tenga lugar en el grado y a la velocidad deseada, atendiendo a los aspectos termodinámicos y cinéticos de la reacción. II.1.1. ECUACIÓN DE RENDIMIENTO Es aquella expresión matemática que relaciona la salida con la entrada en un reactor químico, para diversas cinéticas y diferentes modelos de contacto.  Modelo de Contacto: Está referido a como los materiales circulan a través del reactor y se contactan unos con otros dentro de este, además del

tiempo

que

necesitan

para

mezclarse,

y

las condiciones

y

características de la incorporación de material.  Cinética: Está referido a cuán rápido ocurren las reacciones, el equilibrio dentro del reactor, y la velocidad de la reacción química; estos factores están condicionados por la transferencia (balance) de materia y energía.

II.1.2. TIPOS DE REACTORES QUÍMICOS En la etapa de diseño de un proceso, una de las elecciones que hay que hacer es la del reactor que se va a usar. El reactor es el equipo principal de la mayoría de procesos y la elección del tipo correcto puede realmente

mejorar la seguridad del proceso. La selección del tipo de proceso suele venir dada por consideraciones como, por ejemplo, el tamaño de la planta y la complejidad relativa. A escala industrial, se utilizan dos métodos de proceso: continuo y discontinuo (por lotes o batch). Un caso particular de proceso discontinuo es el llamado proceso semidiscontinuo, en el que uno de los reactivos se va adicionando de modo continuo. Las características de los reactores continuos y discontinuos se muestran en la (tabla N° 1.) Tabla N°1 Características de los Reactores Continuos y Discontinuos

Fuente (Carlos Fortuny Sendrós; Escuela Técnica Superior de Ingeniería; Universidad Rovira i Virgili-España)

II.2.

REACTORES BATCH

El reactor tipo Batch es un reactor donde no existe flujo de entrada ni de salida, es simplemente un reactor con un agitador que homogeniza la mezcla. Es esencialmente un tanque en el que se ha permitido que ocurra una reacción. Figura N°1 Esquema de un Reactor Batch

Fuente (Harris Silla; Chemical Process Engineering Design and Economics) Este reactor tiene la ventaja de que su costo de instrumentación es bajo, además de ser flexible en su uso (se le puede detener de modo fácil y rápido). Tiene la desventaja de un elevado costo en su funcionamiento y de mano de obra debido a la gran cantidad de tiempo que se pasa parado debido a la carga, descarga y limpieza; Además no siempre es posible implementar un sistema de control adecuado. Este reactor suele usarse en pequeñas producciones o pruebas piloto. Asumiendo que en un reactor batch la composición es uniforme en cualquier instante y basándose en la selección de un componente limitante; Las ecuaciones de diseño para este tipo de reactor en estado estacionario se deducen de la siguiente forma (se toma como ejemplo la especie molar A) Figura N°2 Reactor Batch

Fuente (Dr. Rafael Camarillo; Departamento Universidad De Castilla la Mancha)

de

Ingeniería

Química;