Simulación de Reactores Quimicos

Simulación de Reactores Quimicos

Los reactores químicos son recipientes diseñados para contener reacciones químicas. Los ingenieros químicos diseñan reactores para garantizar que la reacción se lleve a cabo con la máxima eficiencia para obtener el producto final deseado, generando el mayor rendimiento y con una menor inversión. Los gastos operativos normales incluyen la entrada y salida de energía, así como los costos de las materias primas. Los cambios de energía pueden producirse en forma de calentamiento o enfriamiento. Los tres tipos principales de reactores que se abordarán en este EVENTO son los reactores de conversión de lecho fijo (CSTR), lecho empacado (PBR) y flujo tapón (PFR).

Los reactores de conversión se utilizan simplemente para resolver el balance de materia y energía de reacciones individuales o múltiples. En un CSTR, se introducen uno o más reactivos fluidos en un reactor de tanque equipado con un impulsor mientras se extrae el efluente del reactor. El impulsor agita los reactivos para asegurar una mezcla adecuada. Simplemente dividiendo el volumen del tanque entre el caudal volumétrico promedio que pasa a través del tanque se obtiene el tiempo de residencia, o el tiempo promedio que una cantidad discreta de reactivo permanece dentro del tanque. Mediante la cinética química, se puede calcular el porcentaje esperado de finalización de la reacción. En estado estacionario, el caudal másico de entrada debe ser igual al caudal másico de salida; de lo contrario, el tanque se desbordará o se vaciará (estado transitorio). En un reactor de reacción de flujo continuo (PFR), uno o más reactivos fluidos se bombean a través de una tubería o tubo. La reacción química se produce a medida que los reactivos recorren el PFR. En este tipo de reactor, la variación de la velocidad de reacción crea un gradiente con respecto a la distancia recorrida; a la entrada del PFR, la velocidad es muy alta, pero a medida que disminuyen las concentraciones de los reactivos y aumenta la concentración del producto, la velocidad de reacción se ralentiza. Los PBR son tubulares y están llenos de partículas sólidas de catalizador, que se utilizan con mayor frecuencia para catalizar reacciones gaseosas. La reacción química tiene lugar en la superficie del catalizador. La ventaja de usar un PBR es la mayor conversión por peso del catalizador que otros reactores catalíticos. La velocidad de reacción se basa en la cantidad de catalizador sólido y no en el volumen del reactor.

Temario

• Introducción de simulación de reactores en CHEMCAD 8
• Reactor de flujo pistón
• Reactores de lecho empacado
• Reactor de tanque agitado continuo
• Problemas