LABORATORIO DE REACTORES, PRESENTACIÓN IDEAS PIA

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Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ciencias Químicas
Ingeniería Química
IQ. Alma González
Equipo 03
Laboratorio de reactores químicos
AVANCE PRODUCTO INTEGRADOR DE APRENDIZAJE
Distribución de Tiempos de Residencia
Docente: Dr. Iván Alonso
Integrantes:
Erik Eduardo Medina Martinez
Irma Angélica González Leal
Fermin Uriegas
Leslie Itzayana González
Hugo 
A 27 de Abril de 2020. Monterrey Nuevo León, México
REACCIÓN química ESTUDIADA
La hidrólisis del acetato de etilo es una de las reacciones más conocidas en la química, y está representada como ejemplo modelo de la reacción de segundo orden en la literatura que trata de la cinética química. 
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DISTRIBUCIÓN DE TIEMPOS DE RESIDENCIA 
Para poder evaluar que tan ideal se comportan los reactores se utiliza el DTR el cuál se deduce experimentalmente mediante la adición de un trazador 
MÉTODO DE PULSO
Figura 5 Gráfica del método de pulso
Figura 4. Curva E
El estudio experimental de la Distribución de Tiempo de Residencia consiste en la mayoría de los casos de la inyección de un compuesto inerte en el sistema, conocido como trazador, a este se le hará seguimiento de una propiedad para analizar cuánto tiempo permanece dentro del reactor.
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Fácil de detectar (propiedades distintivas)
Propiedades físicas similares a la mezcla reactiva
Soluble en la mezcla reactiva
No reactivo (colorante, solución con sal)
Conversión del reactor con DTR
MODELO DE SEGREGACIÓN
MODELO DE MEZCLADO MÁXIMO
Figura 6. Pequeños reactores intermitentes en el interior del CSTR
Figura 7. Diagrama de modelo de mezclado perfecto
MACROMEZCLADO
MICROMEZCLADO
MODELO DE CSTR
Reactor CSTR
Trazador
Entrada reactivos
Propela
Agitador
Productos
METODOLOGÍA DE ANÁLISIS
DISTRIBUCIÓN DE TIEMPOS DE RESIDENCIA
Se evaluó la ecuación (1) que representa la densidad de probabilidad de DTR 
(1)
Donde: 
= Conductividad
= Función de DTR
Para evaluar la integral se utiliza la regla de Simpson 1/3
El tiempo de residencia ideal se calcula con la ecn (4)
Canalización del fluido 
Existen zonas muertas en el reactor 
Donde: 
El tiempo medio de vida se calcula con la ecn (3)
 (3)
METODOLOGÍA DE ANÁLISIS
DISTRIBUCIÓN DE TIEMPOS DE RESIDENCIA Y REACCIÓN DE SAPONIFICACIÓN EN CSTR 
Modelo de Segregación 
Modelo de Mezclado Máximo 
Partiendo de la ecuación de diseño de un reactor por lotes se tiene:
Se sustituye la cinética obtenida anteriormente dentro de la ec 
Se resuelve la ecuación diferencial quedando así:
Se integró y se simplificó la expresión, despejándola para la conversión en función del tiempo
Estos datos se multiplicaron por los datos de E(t) y se integraron con la regla de Simpson 1/3 para prevenir la conversión media
 (10)
Partiendo de la siguiente ecuación:
Se integra la ecuación anterior empleando el método numérico de Euler, se obtuvo la derivada y arrojo la siguiente ecuación:
𝑑𝑋𝐴/𝑑𝑡=ra/Ca0+𝐸(𝑡)/1−𝐹(𝑡) [𝐸𝑐.11]
IDEAS PARA PIA
Conocemos que las ecuaciones para un CSTR se plantean de forma ideal, es decir que todo se mezcla en el reactor, esto en la realidad no es así, teniendo algunas variables que no podemos controlar dentro del reactor que hacen que la conversión final real se aleje de la ideal.
Sin embargo podemos tratar de acercarnos más a la conversión final si intentamos realizar diferentes experimentos y ver a qué condiciones se presenta menores diferencias de idealidad y realidad.
OPCIÓN A: PROPELAS
Propela
Agitador
Propela
Agitador
Propela
Agitador
Puede afectar dependiendo de la densidad que tengan los reactivos y productos y cuál se adapta mejor al sistema.
OPCIÓN B: ALTURA DE LA PROPELA
Propela
Agitador
Propela
Agitador
Podemos pensar que la altura de la propela sería la opción óptima pues sobre todo en las orillas del reactor es una zona de riesgo para el no mezclado de los reactivos, podríamos comprobarlo haciendo este experimento.