INFORME DE LABORATORIO N 02

SIMULACION DE REACCIONES QUIMICAS

I. OBJETIVOS:

Aplicar herramientas informticas para el modelamiento y simulacin de procesos en la Ingeniera de las Reacciones Qumicas e Diseo de reactores. Predecir el comportamiento de procesos asociados a las reas de cintica qumica, Ingeniera de las reacciones qumicas a travs del modelamiento matemtico, o cintico del proceso.

II. FUNDAMENTO TEORICO:1.1.1 Definicin de la Simulacin de Procesos La simulacin se define como una tcnica para evaluar en forma rpida un proceso con base en una representacin del mismo, mediante modelos matemticos. La solucin de stos se lleva a cabo por medio de programas de computadora y permite tener un mejor conocimiento del comportamiento del proceso, (Martnez, 2000). La simulacin de procesos en Ingeniera Qumica est vinculada al clculo de los balances de materia, energa y eventualmente la cintica, termodinmica y velocidad de transferencia de un proceso cuya estructura, y datos preliminares de los equipos que los componen, son conocidos. La estrategia general del diseo de procesos qumicos puede considerarse constituido por tres etapas: Sntesis de procesos, Simulacin de procesos y Optimizacin, (vase Fig. 1.1).

La Ingeniera Qumica se encarga de la transformacin de materias primas naturales y artificiales para la satisfaccin de necesidades, para ello la sntesis de procesos corresponde a la etapa donde se crea la estructura bsica del diagrama de flujo del proceso qumico, seleccionando los equipos a ser utilizados, con sus correspondientes interconexiones, y se establecen los valores iniciales de las condiciones de operacin. En la etapa de Simulacin de procesos se solucionan los balances de materia y energa para un proceso qumico, clculo de dimensiones y costos de los equipos y efectuar una evaluacin econmica preliminar del proceso, y la etapa de Optimizacin, que puede ser paramtrica, modificando parmetros tales como presin o temperatura, o estructural cuando se hacen modificaciones al diagrama de flujo involucrando a los equipos y/o interconexiones.Existe actualmente una gran variedad de simuladores de procesos comerciales, de las cuales son poderosas herramientas de clculo en procesos industriales, con enormes bases de datos y un fuerte respaldo de bibliotecas para clculos de equipos y bibliotecas de modelos para clculos termodinmicos, que le dan al simulador la ventaja de una gran versatilidad. Ejemplos de estos simuladores de procesos de propsitos generales son: Aspen Plus y Speedup (de Aspen Technology, USA), Pro II (de Simulations Sciences, USA), Hysys (de Hyprotech, Canada), Chemcad (de Chemstations, USA), etc. Aspen Plus, Pro II y Chemcad son simuladores de procesos en estado estable, Speedup es un simulador de procesos dinmico y Hysys es til para los dos tipos de simulacin, (Martnez, 2000). Un aspecto muy importante en los simuladores de procesos, es la disponibilidad de propiedades termodinmicas y de transporte de las corrientes del proceso, estas propiedades son fundamentales para efectuar los balances de materia y energa al grado de que si tenemos buenos datos o buenas correlaciones para las propiedades, entonces los resultados de la simulacin sern altamente confiables.III. MATERIALES:

Soporte Universal Agua destilada Bureta Pipeta Vaso precipitado

IV. PARTE EXPERIMENTAL:Calculo de la velocidad de reaccin Primero llenaremos de agua la bureta hasta un volumen de 25 ml. Luego dejaremos caer toda el agua a un vaso precipitado, tomando nota del tiempo que se demora en caer cada mililitro. Realizamos dos pruebas, y tabulamos los datos en una hoja de Excel para facilitarnos los clculos. Con ayuda de un programa tabulamos para poder obtener un perfil de velocidad.

V. CALCULOS:PRUEBA 1 PRUEBA 2t, segV, ml

025

5.1524

9.6723

14.622

19.6221

24.6620

30.3419

35.7918

41.517

47.3516

53.5115

59.7114

66.8313

73.5112

80.8811

88.0210

95.959

104.28

112.617

121.476

130.695

140.414

151.083

162.082

174.431

186.870

t, segV, ml

025

4.0424

8.2823

12.6322

17.1821

21.7820

26.4119

30.9918

36.1717

41.1316

46.3815

52.0614

57.4813

63.3912

69.4811

75.7910

82.369

89.388

96.27

103.796

110.95

119.224

128.143

137.42

146.581

158.620

VI. RESULTADOS:PRUEBA 1:t, segdV/dt

0-0.2157

5.15-0.2095757

9.67-0.20429237

14.6-0.19862764

19.62-0.19296438

24.66-0.18738504

30.34-0.18122508

35.79-0.17544194

41.5-0.16951673

47.35-0.16358825

53.51-0.15750097

59.71-0.1515351

66.83-0.14488312

73.51-0.13883581

80.88-0.13238131

88.02-0.12634579

95.95-0.11989345

104.2-0.11346104

112.61-0.10719813

121.47-0.10092142

130.69-0.09473974

140.41-0.08860943

151.08-0.08233685

162.08-0.07637085

174.43-0.07027823

186.87-0.06478883

PRUEBA 2:

t, segdV/dt

0-0.2431

4.04-0.23747828

8.28-0.23165197

12.63-0.22575299

17.18-0.21966782

21.78-0.21360417

26.41-0.20759073

30.99-0.2017308

36.17-0.19520936

41.13-0.18907052

46.38-0.18268532

52.06-0.17590751

57.48-0.1695663

63.39-0.16279241

69.48-0.15596569

75.79-0.14905666

82.36-0.14204066

89.38-0.13474445

96.2-0.12785432

103.79-0.12041596

110.9-0.1136675

119.22-0.10604016

128.14-0.09818571

137.4-0.0903854

146.58-0.08300796

158.62-0.07386864

VII. CONCLUSIONES:

Se obtuvo los objetivos planteados, as como el perfil de velocidad de reaccin La simulacin facilita los objetivos del diseo moderno: A) Disear para conseguir una fabricacin a costo competitivo. B) Disear en orden la utilizacin real en servicio. C) Disear bien al primer intento. La simulacin ahorra tiempo y dinero, tanto en el diseo de nuevas plantas cmo, en la optimizacin de las existentes. El costo inicial de la simulacin es alto (software y equipo de computo) pero a la larga es rentable y recuperable la inversin. Se requieren conocimientos en fenmenos de transporte, termodinmica y operaciones unitarias para que la persona que utiliza el simulador pueda interpretar los resultados. Los simuladores facilitan el aprendizaje de los alumnos y sus tareas.

VIII. BIBLIOGRAFIAS:

Martnez V. H. et al. Simulacin de procesos en ingeniera Qumica, Ed. Plaza y Valdz, 1era ed., Cap. 2, 2000. ISBN 968-856-755-8 Scenna N. J. et al. Modelado, Simulacin y Optimizacin de Procesos Qumicos, Capitulo 5 y 6. 1999 Law A. M. y Kelton W. D.., Simulation modeling and analysis, Ed. Mc. Graw Hill, 3era. Ed., Cap 1. 1999 Garca G. J. M. et. al. Antologa del Curso de Ingeniera de Procesos II, PAIQ de la UACQ de la UAZ., Captulos del 3 7, 2008

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANNFACULTAD DE INGENIERIASESCUELA ACADEMICA DE INGENIERIA QUIMICA

INFORME: 02SIMULACION DE REACCIONES QUIMICAS

Curso:LABORATORIO DE PROCESOS QUIMICOS

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TACNA - PER 2014