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REACTORES IDEALESREACTORES IDEALESNO ISOTÉRMICOSNO ISOTÉRMICOS
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REACTORES IDEALES NO ISOTÉRMICOSREACTORES IDEALES NO ISOTÉRMICOS
UNIDAD 3UNIDAD 3
Efecto de la temperatura sobre la velocidad de la reacción, la conversión y el rendimientopara: Reacciones reversibles e irreversibles, exotérmicas y endotérmicas. Extensión de lasecuaciones de diseño para reactores no-isotérmicos discontinuos, continuos tipo TCIA yFPI y semi-continuos. Rectores adiabáticos. Sistemas para refrigerar y calentar reactores.Disipación no-uniforme de la temperatura. Concepto de puntos calientes.
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Reactor NO IsotérmicoReactor NO Isotérmico Se plantea un balance de energíabalance de energía
Se plantea el balance de materia balance de materia para un elemento de volumen en el reactor.
Ecuación general del Balance de Energía sobre el volumen de control:
Volumen de control
Cuando la temperaturatemperatura de un reactor es uniforme(independientemente de la posición), el elemento devolumen se puede extender a todo el reactor.
Si no es uniforme, se debe tomar un elemento diferencialpara plantear la ecuación anterior y luego realizar laintegración sobre todo el volumen del reactor.
Cantidad de energía que
entraentra al sistema
Cantidad de energía generadagenerada por la Rxn
Cantidad de energía que salesale
al sistema con productos
Cantidad de energía que se acumula acumula en
el sistema
+ +=Cantidad de energía intercambiadaintercambiada con
el medio
+
En reactores adiabáticosadiabáticos se
desprecia la energía intercambiada con el
medio
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Reactor NO IsotérmicoReactor NO Isotérmico EscalaEscala laboratoriolaboratorio:: es fácil mantener condiciones isotérmicas por la gran relaciónsuperficie/volumen y por el bajo costo de un intercambiador de calor de baja capacidad
EscalaEscala industrialindustrial:: No es sencillo mantener condiciones isotérmicas, generalmente setrabaja en condiciones adiabáticas o refrigeradas pero no isotérmicas
Factores que determinan el rango de temperatura en una operación:
• El efecto de la T sobre la velocidad de la reacción y la distribución de productos.•La dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura.• La resistencia de los materiales.•Otros factores como: cambio de fases, calores de mezcla o disolución, reacciones secundarias indeseadas o deterioro de los equipos, etc.
Consumo ó Consumo ó generación de generación de
calorcalor
Diseño de Diseño de reactoresreactores
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Efecto de la temperatura sobre el equilibrio; Efecto de la temperatura sobre el equilibrio; la velocidad de reacción y la distribución de la velocidad de reacción y la distribución de los productoslos productos
Equilibrio: Equilibrio: Ecuación de Van´t Hoff determina Keq = f (T)Entalpía (H): Es una magnitud termodinámica cuya variación
expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema
intercambia con su entorno
• DH < 0 → Exotérmica → Keq ↓con ↑ T… Libera Q• DH > 0 → Endotérmica → Keq ↑ con ↑ T … Requiere Q
Velocidad de reacción: Velocidad de reacción: Ecuación de Arrhenius determina k = f(T)
Distribución de los productosDistribución de los productos: Se puede modificar la relación de constantes cinéticas en reactores múltiples
• Si Ea1 > Ea2 → la relación k1/k2 ↑ cuando T ↑• Altas T favorecen reacciones de > Ea
Efecto de la T en rr = k fCi
Integra entre dos T
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Calor generadoCalor generado
Se determina a partir de la entalpíasentalpías de cada uno de los componentes involucrados y de sus correspondientes capacidades capacidades caloríficascaloríficas Capacidad Calorífica: Es la energía necesaria para
aumentar la temperatura de una determinada sustancia (cuerpo o sistema) en una unidad de
temperatura. Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de
temperatura bajo el suministro de calor (extensiva)
DDH : H : CCalor liberado / consumido por mol de alor liberado / consumido por mol de grado de avance de la reacción (J/mol)grado de avance de la reacción (J/mol)
Calor específico: La cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa unidad de masa de una sustancia (sistema termodinámico) para elevar su temperatura en una unidad. (intensiva)
Calor específico = Capacidad calorífica / masa, c = C/ m
El calor liberado/consumido por mol de reactivo consumido o de producto generado es:
El calor generado/consumido por la reacción se calcula como:
Flujo calórico: Flujo calórico: Flujo de energía afectado por el V< 0 Exotérmico< 0 Exotérmico
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Efecto de la temperatura de reacción sobre Efecto de la temperatura de reacción sobre la conversiónla conversión
Para un dado tiempo de residencia, la conversión (XA) aumenta con T, tendiendo a 1(conversión completa) cuando la Temperatura es suficientemente alta.Generalmente XA vs T tomo una forma sigmoidea debida a la dependencia exponencialde la contante cinética con la temperatura.A una dada T, la conversión (XA) aumenta al aumentar el tiempo de residencia (t) o dereacción
Reacciones IrreversiblesReacciones Irreversibles
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Efecto de la temperatura de reacción sobre Efecto de la temperatura de reacción sobre la conversiónla conversiónReacciones ReversiblesReacciones Reversibles La curva es similar pero no tiende a la conversión (XA) completa sino a la conversiónen equilibrio. Depende de si la Rxn es exotérmica ó endotérmica. (evolución de la Keq)
ENDOTERMICA (DH>0): La conversión puede alcanzar valores más altos cuandoaumenta la temperatura.
K´eq ↑ con T↑
EXOTERMICA (DH<0): La conversión llega a un máximo y luego baja con la T por eldesplazamiento del equilibrio.
Keq ↓con T↑
• En un FPIFPI a lo largo del reactor.• En un batchbatch con el tiempo.• En un TCIATCIA, T es cte, pero si tengo una cascada puedo modificar T en forma similar
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Temperatura óptima de operaciónTemperatura óptima de operación
Existe una temperatura que hace máxima la velocidad.Se puede regular T para trabajar siempre a la máximavelocidad. Se minimiza el volumen requerido (gráfico bgráfico b)
Para Rxn irreversibles y reversibles endotérmicas → trabajar a la máxima T posible.
Para la Rxn que es reversibles exotérmica (gráfico agráfico a) →alta T al comenzar e ir disminuyendo cuando XA se acercaa XAeq para desplazar al reacción.
ab
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DISEÑO DE REACTORES NO DISEÑO DE REACTORES NO ISOTÉRMICOSISOTÉRMICOS
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Cantidad de energía que
entraentra al sistema
Cantidad de energía generadagenerada por la Rxn
Cantidad de energía que salesale
al sistema
Cantidad de energía que se acumula acumula en
el sistema
+ +=Cantidad de energía intercambiadaintercambiada con
el medio
+
Rector Batch IdealRector Batch Ideal
00
FvrCpTo + (-DH) r V + dQic = FvrCpT + d(VrCpT) dt dt
d(VrCpT) = (-DH) r V + dQicdt dt
BALANCE DE ENERGÍA
Qic = Depende del tipo de refrigeración/calefacción que se utilice, puede variar con el tiempo o ser constante. Para Reactores Adiabáticos Reactores Adiabáticos Qic = 0 Qic = Depende de la diferencia de temperatura entre el reactor y el refrigerante
Donde:V = Volumenr = densidadCp = Calor específico ó capacidad calorífica específicaQic = Calor intercambiado
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Cantidad de energía que
entraentra al sistema
Cantidad de energía generadagenerada por la Rxn
Cantidad de energía que salesale
al sistema
Cantidad de energía que se acumula acumula en
el sistema
+ +=Cantidad de energía intercambiadaintercambiada con
el medio
+
BALANCE DE ENERGÍA
Rector Flujo Pistón IdealRector Flujo Pistón Ideal dV
FvrCp T + (-DH) r dV + dQic = FvrCp (T + dT)
T+dTT
Reactores adiabáticosReactores adiabáticos: FvrCp dT = (-DH) r dV
BALANCE DE MASA dFA = nA r dV
Se puede calcular la variación de la temperatura (T) en el reactor en función de la conversión del reactivo (XA)
Fv r Cp dT = (-DH) dFAnA
Fv r Cp dT = (-DH) Fv dCA = – Fv (-DH) CA0 dXAnA nA
CA = CA0 – XA CA0dCA = – CA0 dXA
En los reactores adiabáticosreactores adiabáticos, el aumento de T es directamente proporcional a XA si DH y Cp no varían con la temperatura
Si DH ≈ contante con T
dT = (-DH) CA0 dXAr Cp nA
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Rector TCIARector TCIA
BALANCE DE ENERGÍA
Cantidad de energía que
entraentra al sistema
Cantidad de energía generada generada por la Rxn
Cantidad de energía que salesale
al sistema
Cantidad de energía que se acumula acumula en
el sistema+ +=
FvrCpTo + (-DH) r V + Qic = FvrCpT
0Cantidad de energía intercambiada intercambiada con
el medio+
Reactores adiabáticosReactores adiabáticos: FvrCp (T-T0) = (-DH) r V
BALANCE DE MASA Fv (CA –CA0) = nA r V
Se puede calcular la variación de la temperatura (T) en el reactor en función de la conversión del reactivo (XA)
FvrCp (T-T0) = (-DH) Fv (CA –CA0)nA
(T-T0) = (-DH) CA0 XA-nA rCp
CA = CA0 – XA CA0
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Temperatura óptima de operaciónTemperatura óptima de operación Ejemplo 1Ejemplo 1Se debe producir B a partir de A por medio de la reacción reversible en faselíquida A B. Se dispone de un reactor de tanque agitado instrumentado paraoperación continua de 1500L.La temperatura máxima de operación es de 90°C (A temperatura mayoresaparecen reacciones secundarias indeseables). Conociendo los siguientes datos:
• CorrienteCorriente dede alimentaciónalimentación:: CA0 = 2mol/LCB0 = 0T0 = 20°CFv = 296 L/h
• CinéticosCinéticos yy termodinámicostermodinámicos: rr == k(Ck(CAA--CCBB/K)/K)
k= 3,96 x 109 e(-7500/T) h-1 Ln (K) = 11,29 – 3000/T
a) Elegir la temperatura de operación que permitiría satisfacer la produccióndeseada con la máxima velocidad de reacción posible.
b) Calcular la conversión alcanzada y el caudal de producto alcanzado en lascondiciones del punto anterior.
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Temperatura óptima de operaciónTemperatura óptima de operaciónResolución… Resolución…
a) Para elegir la Toperación conviene determinar si la reacción es exotérmica ó endotérmica! Para ello se evalúa la contante de equilibrio a ambas temperaturas:
Ln (K) =11,29 – 3000/T
A ↔ B
Reactor con operación continua r = k(CA-CB/K)Vreactor = 1500 L k= 3,96 x 109 e(-7500/T) h-1
CA0 = 2mol/L Ln K=11,29 – 3000/TCB0 = 0T0 = 20°CTmáx operación: 90°CFv = 296 L/h
20°C → K = 2,8690°C → K = 20,61
A medida que la T ↑, el equilibrio se desplaza hacia la derecha: La Rxn es endotérmicaendotérmicaDDH >0H >0
La temperatura de operación que maximiza la velocidad de reacción será la máxima posible La temperatura de operación que maximiza la velocidad de reacción será la máxima posible (Top = 90°C)
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b) Cálculo de XA y FB (Caudal de producto). En TCIA en la condición de Top
Temperatura óptima de operaciónTemperatura óptima de operación
Resolución… Resolución…
BALANCE DE MASA nA r V = FA – FA0(-1) k V (CA-CB/K) = Fv (CA –CA0)
- k V (CA-CB/K) = Fv (CA0 – CA0 XA – CA0)
k V [(CA0 – CA0 XA) - CA0 XA/K] = Fv CA0 XA
XA = k t [1 – XA - XA/K]
XA = kt – ktXA - ktXA/K]
XA ( 1 + kt + kt/K) = kt
XA = kt = 0,9130,9131 + kt + kt/K
r = k(CA-CB/K)
FA = Fv CAFA0 = Fv CA0
CA = CA0 – CA0 XA
CB0 = 0
k= 3,96 x 109 e(-7500/T) h-1
t =V / Fv
Ln K=11,29 – 3000/T
Top = 90°C
FB=?FB = Fv CB = FV CA0 XAFB = (296 L/h) (2mol/L) (0,913)FFBB == 540540,, 55 mol/Lmol/L
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Temperatura óptima de operaciónTemperatura óptima de operación Ejemplo 2Ejemplo 2
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Temperatura óptima de operaciónTemperatura óptima de operación
Resolución… Resolución…
2000 L2000 LTCIA →
BALANCE DE ENERGÍA
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Reactores AdiabáticosReactores Adiabáticos Ejemplo 1Ejemplo 1
Se posee un sistema de dos reactores FPI adiabáticos en serie en los que transcurre lareacción: A → B, irreversibles y exotérmica. El reactivo A se introduce puro y suconcentración es CA0= 0,1 mol/L. A la salida del primer reactor, su concentración valeCA=0,06 mol/L.Las temperaturas de entrada del primero, salida del primero y salida del segundo reactorson respectivamente T0 = 200°C ; T1 = 300°C ; T2 = 430°C.
Considerar que las propiedades fisicoquímicas del sistema no varían apreciablemente conla temperatura.Calcule la conversión a la salida del sistema.
T0 = 200°C T1=300°C T2= 430°CCA0= 0,1 mol/L CA1= 0,06 mol/L CCAA22== ??
A → BA → BIrreversible
En fase líquidaExotérmica
r, cp y DH cte. (200°C< T < 300°C))
Resolución… Resolución…
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Resolución… Resolución… Reactores AdiabáticosReactores Adiabáticos
T0 = 200°C T1=300°C T2= 430°CCA0= 0,1 mol/L CA1= 0,06 mol/L CCAA22== ??
BALANCE DE ENERGÍA Reactores adiabáticosReactores adiabáticos: FvrCp dT = (-DH) r dV
BALANCE DE MASA dFA = nA r dV
Fv r Cp dT = (-DH) dFAnA
Fv r Cp dT = (-DH) Fv dCAnA
Fv r Cp dT = – Fv (-DH) CA0 dXAnA
CA = CA0 – XA CA0dCA = – CA0 dXA
Si DH ≈ contante con TT
T0
XA
XA0
A partir de los datos de salida del 1er
reactor se puede evaluar la agrupación de propiedades físicas
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Resolución… Resolución… Reactores AdiabáticosReactores Adiabáticos
T0 = 200°C T1=300°C T2= 430°CCA0= 0,1 mol/L CA1= 0,06 mol/L CCAA22== ??
Si DH ≈ contante con T
Cte.Las propiedades fisicoquímicas del sistema no varían apreciablemente con la temperatura
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REACTORES REFRIGERADOSREACTORES REFRIGERADOS
Si el término de refrigeración (Término de intercambio con el medio) no es cero:
FPIFPI → Deben resolverse simultáneamente las ecuaciones diferenciales dadas por elBalanceBalance dede MasaMasa y el BalanceBalance dede EnergíaEnergía para determinar los perfiles axiales de T y CA.
BatchBatch → El resultado es similar excepto que la varían de T y CA es en el tiempo y no en elespacio.
TCIATCIA → tanto CA como T son contantes dentro del reactor e iguales a las condiciones desalida …. La reacción ocurre en condiciones isotérmicas, la única diferencia es que T ≠ T0 yla constante cinética debe evaluarse a T.
Para calcular el termino de refrigeración o calefacción se deben considerar las ecuaciones de transferencia de calorecuaciones de transferencia de calor y diseño de intercambiadores de calordiseño de intercambiadores de calor.
Depende del tipo de reactor (Batch, FPI, TCIA) y del tipo de intercambiador empleado:• Serpentín• Camisa• Placas
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Reactores RefrigeradosReactores RefrigeradosConfiguraciones de transmisión de calor para reactores:
(a) Camisa externa(b) Serpentín externo(c) Serpentín interno helicoidal(d) Serpentín interno tipo deflector(e) Intercambiador de calor externo
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Reactores RefrigeradosReactores Refrigerados
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Reactores RefrigeradosReactores RefrigeradosTérmino de refrigeración / calefacción → Qic ≠ 0Término de refrigeración / calefacción → Qic ≠ 0
Si puede considerarse que la T del reactor y del refrigerante se mantiene constantes:
También es válido para un V. C. diferencial:
Si hay variación de T a lo largo del reactor ó del intercambiador de calor (Del refrigerante):
Donde DTml proporciona un valor medio de lasdiferencias de temperaturas entre el fluido quereacciona y el refrigerante:
AA : área del intercambiador de calorUU : coeficiente global de transferencia de calor entre el seno del fluido refrigerante y el del fluido en reacción(T(Treactorreactor--TTrefref) ) : fuerza impulsora
Tml Tml : Media logarítmica
TCIA con serpentín refrigerante
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Reactores RefrigeradosReactores RefrigeradosTérmino de refrigeración / calefacción → Qic ≠ 0Término de refrigeración / calefacción → Qic ≠ 0
Recordar además que el calor transferido calor transferido debe ser igual al que se absorbe (cede) absorbe (cede) elfluido refrigerante (calefactor)
a) Si la temperatura del fluido varía por efecto del intercambio de calor:
b) Si es un fluido que esta cambiando de estado:
salida
entradarefrigerante
Entonces….Entonces….• Ecuación de diseño que relaciona el balance energético con XA• Ecuaciones de transferencia de calor → Intercambio de Calor• Efecto del cambio de la T del fluido calefaccionador/refrigerante
cp: cp: Calor específicom m : Flujo másico
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Reactores refrigerados / calefaccionadosReactores refrigerados / calefaccionados Ejemplo 1. TCIA con CAMISAEjemplo 1. TCIA con CAMISASe desea llevar a cabo la reacción de primer orden A → B (irreversible y en fase líquida, de cinética r = kCA con k = 0,8 min-1 a 37°C) en un TCIA de 2L, trabajando a 37°C con un caudal volumétrico de Fv = 1 L/min.Para regular la temperatura de operación, se dispone de un baño termostato/criostato en el cual se puede sumergir el reactor. La alimentación se introduce a 22°C y se conocen los siguientes datos:
CA0 = 1M ; DH = -30 kcal/mol ; A.i.c. = 0,8 m2
Las propiedades físicas (calor especifico y densidad) de la solución y del refrigerante son próximas a las del agua pura. Se estima que el coeficiente de transferencia de calor a través de las paredes del reactor es aproximadamente U = 100 kcal/°C.min.m2
Determinar la temperatura a la cual se debe regular el baño para realizar la operación
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Resolución… Resolución… TCIA con CAMISATCIA con CAMISA
Reagrupando datos:Reagrupando datos: A → B
Rxn de 1er Orden: r = kCA Reactor TCIA Vreactor = 2 LIntercambiador de calor → CAMISA → U = 30kcal/C.h.m2
Aic = 0,08 m2
Info Reactivo A Info Refrigerante (H2O)
CA0 = 1M Tref = ?k = 0,8 min-1 (37C) rH2O= 1000 Kg / m3
To = 22C CpH2O = 1 cal/g CT = 37C (TRxn)Fv = 1 L/minCp y r líquido de la camisa ≈ H2O ≈ liq. reactorrH2O= 1000 Kg / m3
CpH2O = 1 cal/g C
DH = -100 kcal/mol
Se genera por reacción qca más calor que le requerido para calentar la solución a 37°C
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Resolución… Resolución… BALANCE DE MASA
Fv (CA0 –CA) = kCA V
FvrCpT - FvrCpT0 = (-DH) r V + Qic
Qic = FvrCpT - FvrCpT0 - (-DH) k CA V Qic = [(1L/min) (1kg/m3) (1kcal/kg°C) (37°C-22°C)] – [–(–30kcal/mol) (0,8min-1) (0,385mol/L) (2L)]Qic = -46,54 kcal/min
FA0 – FA = nA r V FA = Fv CAFA0 = Fv CA0CA = CA0 – CA0 XA
t = V / Fv = 2L = 2 min1L/min
CA0 = kCA V/Fv + CA
FA – FA0 = - nA rV
CA0 = kCAt + CA
CA0 = CA (1+kt)
CA = CA0 / (1+kt) = 1 M / (1 + 0,8min-1*2min)CA = 0,385 MXA = CA0 – CA = 0,615
CA0
BALANCE DE ENERGÍA
La Tbaño deberá ser menor que la Tsolución pues el DH de Rxn es muy exotérmico
Se debe extraer 46,54 kcal/min para que el proceso funcione
eficientemente
Qic = Qref = UAic (Tbaño – TSN)
Tbaño = Qic / UAic + TSN = (-46,54 kcal/min) + (37°C)(30kcal/°C.min.m2) (0,08m2)
Tbaño = 17,6 °C
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Reactores refrigerados / calefaccionadosReactores refrigerados / calefaccionados Ejemplo 2. TCIA con SERPENTÍNEjemplo 2. TCIA con SERPENTÍN
(Clase de problemas 10/05/16)(Clase de problemas 10/05/16)
Se desea llevar a cabo la reacción de segundo orden A → B, en un tanque de 500L queopera como un TCIA. Se dispone de una etapa anterior donde se obtiene una corrientede una solución que contiene el reactivo A en una concentración en peso del 40% a15C y el caudal de dicha corriente es de 100L/min.
La reacción se debe realizar en condiciones isotérmicas y, por razones de optimización a45C. Se dispone de un intercambiador de calor cuyo coeficiente global de transferencia(U) es 10kcal/C.min.m2, el cual se puede suponer constante e independiente delcaudal de agua, a los efectos del cálculo.
Por otro lado, se sabe que se puede usar hasta un máximo de 200L/min de agua a 18C.
Se pide averiguar el área del intercambiador.
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Reactores refrigerados / calefaccionadosReactores refrigerados / calefaccionadosPerfiles de T en FPIPerfiles de T en FPI
BALANCE DE ENERGÍA
Cantidad de energía que
entraentra al sistema
Cantidad de energía generadagenerada por la Rxn
Cantidad de energía que salesale
al sistema
Cantidad de energía que se acumula acumula en
el sistema
+ +=Cantidad de energía intercambiadaintercambiada con
el medio
+
FvrCp T + (-DH) r dV + dQic = FvrCp (T + dT)
u = velocidad media del fluido
Esta es la ecuación diferencial cuando la temperatura es la misma en toda la sección diferencial que se ha considerado para
plantear el Balance de Masa.Si se cumple dicha suposición el reactor se comporta como
Reactor monodimensional
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Reactores refrigerados / calefaccionadosReactores refrigerados / calefaccionadosPerfiles de T en FPIPerfiles de T en FPI
BALANCE DE MASA
BALANCE DE ENERGÍA
• Si el reactor es muy ancho, presentará gradientes radiales detemperatura que se deben tener en cuenta en el diseño →Reactores bidimensionales• Para calcular los perfiles axiales de temperatura se deberesolver el sistema de ecuaciones diferenciales dado por losBM y BE.• La variación axial de temperatura será diferente según si lareacción es exotérmica o endotérmica.• En el caso de reactores adiabáticos desaparece el últimotérmino en el BE y se llega a la relación lineal entre lavariación de T y CA
Integrando se podrá encontrar laexpresión que relaciona a la T con lacoordenada axial del reactor, T = f(z),que depende de:
El calor absorbido o liberado porRxn Qca. el calor intercambiado con elrefrigerante/calefactor.
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Reactores adiabáticosReactores adiabáticosPerfiles de T en FPIPerfiles de T en FPI
Para reactores adiabáticosPara reactores adiabáticos::
Si la reacción es exotérmica:
Cuando la conversión es baja ↑ r porque laconcentración es alta y un aumento de la Taumenta la constante cinética.
Cuando el reactivo esta casi todo convertido↓ r porque la concentración es baja, deja deliberarse calor y la t tiende a un valor constante.
Si la reacción es endotérmica:La velocidad (r) baja siempre porque a
medida que reacciona, se consume calor y, enconsecuencia, disminuye la temperatura y con ella la constante cinética.
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Reactores refrigerados / calefaccionadosReactores refrigerados / calefaccionadosPerfiles de T en FPIPerfiles de T en FPI
Para reactores refrigerados / calefaccionadosPara reactores refrigerados / calefaccionados::
Si la reacción es exotérmica:
El comportamiento es equivalente al adiabático (El calor intercambiado es despreciable frente al liberado por la Rxn Qca) Cuando XA es baja: ↑ r porque CA es alta y un aumento de T aumenta la contante cinética (k) Cuando XA es alta: ↓ r por la baja concentración del reactivo, el calor liberado por reacción es despreciable frente al intercambiado y la T tiende al valor de la temperatura del fluido refrigerante/calefactor. Hay un punto donde dT/dz = 0 que se conoce como “hot spot”
Si la reacción es endotérmica:La velocidad baja siempre por que a medida que reacciona se consume calor pero la velocidad es un poco más alta que en el adiabático por efecto del intercambio de calor. Si el reactor fuera suficientemente largo, tendería a la T del fluido calefactor.
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Reactores refrigerados / calefaccionadosReactores refrigerados / calefaccionadosHot spotHot spot
Perfiles de T en FPIPerfiles de T en FPI
Suele no ser conveniente dado que la elevada T puede generar problemas de control y dañar el producto, el catalizador y hasta el material del reactor.
Formas de mejorar:• Diluir usando un solvente o diluir el catalizador si la reacción es catalítica.
• Aumentar el área de transferencia de calor (usar, por ejemplo, reactores multitubulares o dispositivos internos para la refrigeración).
•Usar varios reactores en serie con enfriamiento intermedio.
• Si el enfriamiento es por sectores, aumentar el número de internos para ese objetivo en la zona de Hot spot.
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GRACIAS!!!