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REACTO

RESCATAL

ITICOSDEL

ECHOFIJO

REACTO

RESCATAL

ITICOSDEL

ECHOFIJO

-El

descubrimiento

ydesarrollode

catalizadoresslidosfueunpu

nto

deq

uiebreparalain

dustriaqumica

aprincipiosdel

sigloXX.

-Produjouncrecim

ientoespectacularenlesentidoqueaparecie

ron

nuevosprocesosyserejuveneciero

notros.

-La

mayorparte

delos

proceso

scatalticos

se

lleva

a

cabo

en

reac

toresdelechofijo.

Uso

dereactoresde

lechofijo:

Son

usadosen:

Industriaqu

micabsica:

Ref

ormado

Sn

tesis:amonaco,cidosulfrico,metanol.

ConversindeCO

IndustriaPe

troqumica:

Sn

tesis:xidoetile

no,dicloroetilen

o,butadieno,

anhdridom

aleico,anhdrid

oftlico,

ciclohexan

o,estireno.

Refineriasd

epetrleo:

Ref

ormadocataltic

o

Isomerizacin

Pol

imerizacin

Hid

ro-craqueo

Avan

cesesperables

enestosprxim

osaos

-Desa

rrollodenuevo

scatalizadores

omodificacin

delosexisten

tes

(establesyactivosen

mejorescondic

ionesdeoperac

in).

-Avan

ce

en

datos

fundamentales

(datos

termodinmicos,

de

transferenciadecalor,datoscinticos).

-Uso

demodelosdereactorcomo

baseparaeldiseoasociadoala

crecientecapacidadd

eclculodelas

computadoras.

A

lo

largodelosaoshacrecido

lacapacidadd

eprocesamient

ode

estosreactores(so

bretodo

en

la

sntesisdeam

onaco

yanhdrido

ftlic

o.

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TIPOSDEREACTORESDELECHOFIJO

TIPOSDEREACTORESDELECHOFIJO

MODELAD

ODEREAC

TORESDELECHOFIJO

MODELAD

ODEREAC

TORESDEL

ECHOFIJO

-Exis

tennumerosos

modelosdereactor,desdelosm

ssimplesalo

sms

comp

licados.La

pre

gunta

es:Hastadonde

es

necesario

complicarel

mode

lo?

-Eng

eneral,elmodeladosehacesiguiendovariosca

minosdistintos.

Ques

ofisticacinnec

esitanuestroan

lisis?Quevam

osaanalizar??

-An

lisisdelproceso:esquemade

reaccinysus

ensibilidadfren

teala

perturbacinenlascondicionesdeoperacin.Estudiodelosparmetros

cinticosydetransporte.

-Elg

radodedetalle

delanlisis(o

elmodelo)dependedelaescala(o

aume

nto)conelqueveamos:

Micro-escala:

A

nivelsitiosdelcatalizador=>aspectoscintico

s

A

nivelpartculadecatalizador=>

diferenciasdeCyT

dentroyfuera

Macro-escala:A

nivelreactor=>

flujo,dispersin

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CLA

SIFICACIND

EMODELOSDEREACTORE

SDELECHOF

IJO

CLA

SIFICACIND

EMODELOSD

EREACTORE

SDELECHOF

IJO

+

mezcladoradial

+mezclad

oradial

2-D

+grad

iantesextrapartcula

+grad

ientesintrapartcula

modeloid

ealobsico

+mezclad

oaxial

1-D

MODE

LOHETEROGE

NEO

MODELO

SEUDO-HOMOG

ENEO

Modelos

seudo-homogn

eos:

Estudian

ellechocomounafasehomog

nea:

notiene

encuentaexplc

itamentelapresencia

delcata

lizador(siloh

aceimplcitamen

tea

travsdecorrelaciones)

Modelo

sHeterogneos

:

Estudiaellechodivididoe

ndosfases:fluid

o+

catalizad

or.Losbalances

paraambasfase

sson

plantead

osseparadamen

te

1-D:flujo

enladireccina

xial,comounflujopistn(casoide

al)

+mezcladoaxial:alflujopistnse

lesuperponeun

fenmenodedispersin.

2-D:silo

sgradientesradialessetienenen

cuenta,elmodelosetransformaen2-D

Enelsistemaheterogneo,siguesiendounflujopistn,loquecambiaesel

tratamientoporseparado

delasdosfases.

M

ODELOS

EUDO

M

ODELOS

EUDO--HOMOGENEO

1DBSIC

O

HOMOGENEO

1DBSIC

O

En

elmodelobsico:

Sesuponeque

loscambiosde

CyTsoloocurrenenladirecc

in

a

xial.

Soloelmecanismodetranspor

te,ensmismoesunflujopistn.

Alconsiderartodoellechocomoseudo-hom

ogneo,setrab

aja

c

onunanicafase:ellecho.

Los

balances

seplantean

en

geometra

cilndrica

porserla

c

omnmenteutil

izada.

Laoperacin

deestosreacto

restubularese

scontinua,porlo

tantosesuponequelleganaunE.E.

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Cond

icindeContorno:

0t

t

0

0A

A

P

P;

T

T;

C

C;0

z

=

=

=

=

Ecua

cionesdelmodelo:

uS=Velocidadsuperficial=>uS=gv

g

Tw=Tem

peraturadelapa

redinterna

Pt=Pres

inTotal B

A

A

s

r

dzdC

u

=

(

)

(

)

r

t

B

A

P

g

s

T

T

d U4

rH

dz dT

C

u

=

P2S

G

t

dg

u

f

dzdP

=

CO

RRELACION

ES

CO

RRELACION

ES

U=CoeficienteGlob

aldetransfere

nciadeCalor

KsmKJ

2

U b

U

m b

i

A A1

A Ad

1

U 1

+

+

=

Donde:

i=Coeficiente

detransferencia

decalordellado

dellecho

U=Coeficientedetransferencia

decalordellado

deafuera

=Conductivid

adtrmicadelapared

d=espesorde

lapared

Ab=superficiedeintercambiode

calordelladode

llecho

Au=superficiedeintercambiode

calordelladode

afuera

Am=superficie

medialogartmica

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i=Coeficientedetr

ansferenciade

calordellado

dellecho

Ks

mKJ

2

CorrelacionesdeLev

a(1948):

=

=

t p

9.0

p

gt

i

d d6

exp

Gd

813

.0

d

Nu

=

=

t p

7.0

p

gt

i

d d6.4

exp

Gd

5

0

.3

d

Nu

paracalentamiento

para

enfriamiento

CorrelacionesdeWaschyFroment(1972):

+

=

=

Gd

C

033.0d

d

Nu

p

g P

g

t

0i

gt

i

(30