ADA_REACTORES

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El monitoreo de la cinética de producción de biodiesel por transesterificación puede hacerse mediante mediciones del índice de refracción de la mezcla reactiva. Santos et al. (Microchemical Journal 109, 46-50, 2013) encontraron que para la transesterificación de aceite de soya con metanol, el índice de refracción (Y) se relaciona con el peso de biodiesel en la mezcla reactiva. En 2014, estudiantes de IQI de FIQ, midieron experimentalmente los siguientes datos cinéticos a temperatura ambiente (30°C) para la producción de biodiesel a partir de dicho aceite, usando KOH como catalizador en un reactor agitado intermitente. Obtuvieron los siguientes datos:
	t
	y
	0
	1.4679
	1
	1.467
	5
	1.4648
	9
	1.4636
	13
	1.4624
	17
	1.4608
	21
	1.4586
	25
	1.4576
	29
	1.4566
	33
	1.4547
	37
	1.455
	41
	1.4535
	45
	1.4533
	49
	1.453
	53
	1.4529
	57
	1.4525
	61
	1.4524
La concentración inicial de triglicéridos fue de 0.84586 mol/L, e iniciaron la reacción con un 100 % de exceso estequiométrico de metanol. Considere como datos adicionales que la densidad promedio de la mezcla fue de 900 kg/m3 y los pesos moleculares del aceite, metanol, biodiesel y glicerol son 872, 32, 292 y 92 g/mol, respectivamente.
En el Ejemplo 11 (Presentación: ‘Expresiones de velocidad para reacciones elementales y no elementales’), se dedujo una cinética global para la reacción de transesterificación de triglicéridos (producción de biodiesel a partir de aceites vegetales). Integre dicha ecuación y demuestre que se llega el resultado presentado en la Tabla 3.1 del libro de texto de Tiscareño-Lechuga (2007, ABC para comprender reactores químicos con multireacción, Reverté; esta tabla está incluida también en la presentación ‘Ajuste de Parámetros en Ecuaciones de Velocidad de Reacción)
Realice un ajuste de parámetros para determinar el valor de la constante de velocidad de reacción mediante el método integral (ajuste sobre la ecuación deducida en el ejercicio anterior despejada para la concentración de triglicéridos); especifique las unidades.
Para buscar una K1 que minimice el error de las concentraciones de triglicéridos se resolvió mediante el solver y se obtuvo que:
Reporte una gráfica donde se aprecie la evolución de la concentración de triglicéridos y de biodiesel con respecto al tiempo. Incluya tanto los datos experimentales como los datos que se predecirán con el ajuste de parámetros que realice. Discuta su gráfica. Nota: Los datos de índice de refracción pueden convertirse a gramos de biodiesel por litro de solución mediante la siguiente correlación (Microchemical Journal 109, 46-50, 2013): 4 ME 1.4679 1.90735 10 100 g Y mezcla
Se graficó los datos experimentales y los ajustes de parámetros con respecto al tiempo y se obtuvo:
	En la gráfica se observa que, de los dos ajustes de parámetros de concentración, el ajuste de la concentración de triglicéridos es el que tiene mayor acercamiento a los valores de los datos experimentales de la concentración de los triglicéridos. Por otro lado, el ajuste de los parámetros para el biodiésel no tiene un buen acercamiento a los triglicéridos debido a que los datos experimentales parecen ligeramente dispersos.
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Evolución de la concentración de trigliceridos y biodiésel con respecto al tiempo
CTG	0	1	5	9	13	17	21	25	29	33	37	41	45	49	53	57	61	0.84585999999999995	0.79738134981799491	0.67887798270641508	0.61423978246372968	0.54960158222104427	0.46341731523081309	0.34491394811922127	0.29104878125032674	0.23718361438142033	0.13483979733052076	0.15099934739118903	7.0201597087835355E-2	5.942856371405647E-2	4.3269013653388089E-2	3.7882496966498702E-2	1.6336430218928721E-2	1.0949913532039557E-2	CTG_Ajuste	0	1	5	9	13	17	21	25	29	33	37	41	45	49	53	57	61	0.84585999999999995	0.79828285186448067	0.64260699674574051	0.52702139958846594	0.43834885710536747	0.36860132920122418	0.31265349930229863	0.26706508612028795	0.22944045963067064	0.19805977750202242	0.17165619439169716	0.14927583301444897	0.13018673678136491	0.11381791234392788	9.9717462181475758E-2	8.7523174536026579E-2	7.6941446913498704E-2	CME	0	1	5	9	13	17	21	25	29	33	37	41	45	49	53	57	61	0	0.14543595054601516	0.50094605188075469	0.6948606526088108	0.88877525333686691	1.1473280543075606	1.5028381	556423362	1.6644336562490196	1.826029156855739	2.1330606080084378	2.0845819578264329	2.3269752087364939	2.3592943088578306	2.4077729590398356	2.4239325091005037	2.4885707093432137	2.5047302594038814	CME_Ajuste	0	1	5	9	13	17	21	25	29	33	37	41	45	49	53	57	61	0	0.14273144440655783	0.6097590097627783	0.956515801234602	1.2225334286838974	1.4317760123963272	1.5996195020931041	1.7363847416391358	1.849258621107988	1.9434006674939326	2.0226114168249083	2.0897525009566529	2.1470197896559049	2.1961262629682161	2.2384276134555727	2.2750104763919201	2.3067556592595038	t(min)
Concentración (mol/L)
Alimentación de M
C
ME
Fórmula para el ajuste de C
TG
Fórmula para el ajuste de C
ME
M necesario
ܥெǡைെ͵ܥீ்ܥெǡ଴ܥ்ீǡ଴݁஼ಾǡబିଷ஼೅ಸǡబ௄ଵ௧െ͵ൌܥ்ீܥொൌܥொǡ଴െ͵ሺܥ்ீെܥ்ீǡ଴ሻܥ்ீǡ଴ሺ͵ͳሻMnecesario(1+ exceso)ሺܻെͳǤͶ͸͹ͻെͳǤͻͲ͹͵ͷܧെͲͶሻሺߩ௠௘௭௖௟௔ͳͲͲሻሺͳܲܯொሻ
tyC
ME
 (mol/L)C
TG
 (mol/L)Fracc
Ajuste C
TG 
(mol/L)
E^2
Ajuste C
ME 
(mol/L)
E^2
01.467900.845860.394076250.84586000
11.4670.145435950.797381350.394076250.798282858.1271E-070.142731447.3144E-06
51.46480.500946050.678877980.394076250.6426070.001315580.609759010.01184026
91.46360.694860650.614239780.394076250.52702140.007607050.95651580.06846342
131.46240.888775250.549601580.394076250.438348860.012377171.222533430.11139452
171.46081.147328050.463417320.394076250.368601330.008990071.431776010.08091064
211.45861.502838160.344913950.394076250.31265350.001040741.59961950.00936663
251.45761.664433660.291048780.394076250.267065090.000575221.736384740.00517696
291.45661.826029160.237183610.394076250.229440465.9956E-051.849258620.00053961
331.45472.133060610.13483980.394076250.198059780.003996771.943400670.03597089
371.4552.084581960.150999350.394076250.171656190.000426712.022611420.00384035
411.45352.326975210.07020160.394076250.149275830.006252732.08975250.05627461
451.45332.359294310.059428560.394076250.130186740.005006722.147019790.04506047
491.4532.407772960.043269010.394076250.113817910.004977152.196126260.04479432
531.45292.423932510.03788250.394076250.099717460.003823562.238427610.03441207
571.45252.488570710.016336430.394076250.087523170.005067552.275010480.04560797
611.45242.504730260.010949910.394076250.076941450.004354882.306755660.03919394
Suma0.065872660.59285398
K10.01157177