Practica 4 REACTOR PFR Y CSTR DE VOLUMEN CONSTANTE

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PRÁCTICA 4
REACTOR PFR Y CSTR DE VOLUMEN CONSTANTE. 
OBJETIVO.
Determinar con los cálculos el volumen y la velocidad 
sobre una alimentación molar esto de acuerdo a su 
conversión y en el tiempo que se ocupa de producción de
la operación tanto para un reactor PFR como para un 
CSTR de acuerdo al volumen constante.
INTRODUCCIÓN.
Para realizar esta práctica, debemos conocer 
inicialmente la importancia del volumen del reactor, al 
igual que la velocidad de alimentación molar, pues con 
ayuda de nuestros cálculos podemos determinar en 
como influyen en la producción, tanto en un reactor PFR 
como en un CSTR ambos isotérmicos, conociendo su 
tiempo de operación y las características del proceso, 
como son la concentración, su velocidad de reacción, 
conversión, etc. Es necesario conocer como operan 
estos reactores y sus características para lograr deducir 
correctamente cual seria mejor usar para un proceso 
eficiente. Usaremos el software de polymath como una 
herramienta para facilitar nuestros cálculos y dar 
respuestas más exactas.
MARCO DE REFERENCIA.
Reactor PFR.
También conocido como reactor de flujo pistón, son 
aquellos reactores químicos homogéneos los cuales 
trabajan en estado estacionario, sus propiedades son 
constantes en el tiempo, se caracterizan por no mezclar 
las corrientes que se encuentran dentro del mismo, los 
cuales forman parte del proceso. Es aquel reactor en el 
cual la composición del fluido varia de un punto a otro a 
través de la dirección del flujo de dicho fluido. Este 
consiste en un tubo vacío como un cilindro, el cual puede
contener catalizadores en forma de empaque, ya sea 
tanto para acelerar o retardar las reacciones que se 
llevan a cabo dentro del mismo. Los perfiles presentes 
de temperatura y de la concentración se expresan en 
función de la posición del fluido dentro del reactor.
Cuando los fluidos entran al reactor y fluyen dentro del 
mismo, es en dirección axial, durante el proceso de 
producción, los reactivos son consumidos y la 
conversión va aumentando con la longitud.
Características principales:
Es flujo continuo.
Img1. Reactor PFR
Régimen estable, por ello, sus características no 
cambian en función del tiempo.
Ausencia de mezclado axial.
El mezclado se produce completamente en dirección 
radial dentro del reactor.
Varea la densidad según la dirección del flujo.
Las reacciones químicas son desarrolladas en un 
sistema abierto.
La presión, temperatura y composición varean en 
relación a la longitud del reactor.
Modelo CSTR.
Es un reactor de mezcla completa, tiene forma de 
tanque, el cual debe estar en constante agitación 
mientras está en funcionamiento, estos reactores 
poseen una entrada y una salida constante, en el cual 
existe una homogeneidad en cualquier punto del tanque, 
por la agitación continua, esto facilita la reacción 
química que se esta produciendo en su interior. Se 
conoce como reactor de tanque con agitación continua. 
Presenta un flujo constante de fluido hacia dentro y 
hacia afuera.
Trabaja en estado estacionario. Su principal función y 
por el cual es de los reactores mas usados, es que 
realiza una mezcla de manera instantánea y de forma 
homogénea con la masa que se encuentra dentro del 
reactor. Por ello produce una corriente de salida con una
concentración igual a la concentración de la masa del 
reactivo del tanque. Tienen una conversión de producto 
directamente proporcional al volumen del tanque, al 
tiempo espacial y a la velocidad de reacción que se 
experimenta dentro del tanque. Estas variables se 
encuentran relacionadas en la ecuación de diseño del 
reactor de mezcla completa.
Características principales:
Da un buen control de la temperatura.
Puede adaptarse a trabajar en dos fases.
Tiene costos de operación bajos.
Opera en estado estacionario.
Puede ser usado en serie.
Similitud y diferencia.
Img2. Reactor CSTR
Ambos reactores son muy similares, debido a que ambos 
trabajan en flujo continuo, la diferencia de ambos que es 
lo que los caracteriza es en el mezclado, ya que cada 
uno tiene diferente forma.