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Reactor flujo pistón – reactor tubular



REACTOR FLUJO PISTÓN – REACTOR TUBULAR

RESUMEN
En esta practica se comprobó la eficiencia del modelo de flujo pistón para los reactores tubulares a partir de resultados experimentales por medio de la reacción de hiodrólisis basica del acetato de etilo, para esto se calcularon las concentraciones del los reactivos a lo largo del reactor y se determinaron a su vez las conversiones experimentales y teóricas mediante el modelo flujo pistón, también se determinó el número de Reynolds y se comprobó la eficiencia del modelo teórico a partir de datos experimentales. Es de gran importancia el conocimiento del modelo matematico del reactor flujo piston, debido a que este es uno de los reactores mas utilizados a escala industrial ya que en éste se alcanzan grandes conversiones en muy cortos tiempos. El modelo de flujo pistón para reactores tubulares no se ajusta debido a las grandes variaciones en las alturas de los rotametros, la suciedad de las tuberías y las reducciones en el diametro de las mangueras flexibles, el numero de Reynolds obtenido para ambos flujos fue de caracter laminar, la conversión mas alta alcanzada en el reactor fue de 0,7143 y mientras mas turbulento es elflujo mayor sera la conversión a lo largo del reactor.



INTRODUCCION

Hoy en día las necesidades de los seres humanos no pueden compararse a las de hace 50 años, en donde las exigencias no eran tan grandes como lo es en la actualidad, ya que el alto crecimiento demografico ha volatilizado la demanda de productos, servicios, entre otros, por lo que la industria en todas sus areas se ha adaptado para suplir esa alta demanda.

Una herramienta para ese cometido es el reactor en su modalidad tubular, que gracias a sus características se pueden obtener altas producciones a expensas de no obtener un producto netamente puro, pero sí de grado técnico.

Como tal, el estudiante de pregrado de Ingeniería Química en su formación y en pro de su futuro profesional debe dominar el conocimiento del diseño de reactores químicos, y poseer una idea del comportamiento que estos poseen ante distintos escenarios, ya que esta area específica es la que distingue a la carrera de las demas ingenierías y le da valor agregado a la decisión de seleccionar un tipo de reactor entre la gama existente para un proceso determinado, lo cual al final dara como resultado una posible optimización del proceso, de ser acertada la escogencia.

Esta practica donde se estudia la hidrólisis basica del acetato de etilo en un reactor tubular, se realiza con el fin de crear un apreciación del comportamiento de este tipo de reactor partiendo de la suposición de que trabaja bajo el modelo de flujo pistón, y ver si experimentalmente este se acopla eficientemente a los resultados teóricos.CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

1.2.- Objetivos:
1.2.1.- Objetivo General:


* Comprobar la eficiencia del modelo flujo pistón para reactores tubulares a partir de resultados experimentales por medio de la reacción de hidrólisis basica del acetato de etilo.

1.2.2.- Objetivos Específicos:

* Calcular las concentraciones de hidróxido de sodio y acetato de etilo en función de la longitud del reactor.
* Calcular la conversión experimental.
* Calcular la conversión teórica por medio del modelo flujo pistón.
* Calcular el número de Reynolds.
* Comprobar la eficiencia del modelo flujo pistón para reactores a partir de resultados experimentales.
* Graficar concentración versus longitud del reactor.

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

2.1.- Reacción química: es el proceso mediante el cual dos moléculas o elementos se combinan para dar lugar a otras moléculas o compuestos de diferente estructura y organización.
En una reacción química pueden intervenir diversos factores que se encargan de modificar ya sea acelerando o inhibiendo la velocidad de la misma. Estos factores son:

2.1.1.- Temperatura: A mayor temperatura, mayor velocidad de reacción. La temperatura representa la cantidad de energía presente en la reacción. Ademas, dependiendo del movimiento de la energía, determina si la reacción es exotérmica o endotérmica.
2.1.2.- Superficie de contacto: A mayor superficie de contacto, mayor velocidad de reacción. La superficie de contacto se define como el espacio y disponibilidad para que lareacción se produzca. A mayor tamaño de partícula, menor superficie de contacto.
2.1.3.- Estado de agregación: El estado de agregación que presenta mayor velocidad de reacción es el gaseoso, seguido de las disoluciones y por último los sólidos. El estado de agregación es el estado en el que se encuentra la materia dependiendo de sus características físicas y químicas.
2.1.4.- Concentración: A mayor concentración, mayor velocidad de reacción de uno de los reactivos. La concentración se refiere a la cantidad de atomos y moléculas presentes en un compuesto o mezclObtenido de 'http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3n'a.[1,2,3]

2.2 Conversión
La conversión fraccional XA de un reactante A se define como la fracción de ese reactante convertido en producto, o sea:

O bien:
Ec2.1[2]



CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

La conversión se puede expresar en función de la concentración:
Ec.2.2[2]1
Donde e es la variación relativa del volumen del sistema con la conversión del reactante A. Para un sistema de densidad constante V no varía, por lo tanto:
Ec. 2.3[2]2
La conversión fraccional (o simplemente conversión) es una variable adecuada para los calculos de ingeniería que sustituye muchas veces a la concentración.

2.3.- Reactor químico: es una unidad procesadora diseñada para que en su interior se lleve a cabo una o varias reacciones químicas. Dicha unidad procesadora esta constituida por un recipiente cerrado, el cual cuenta con líneas de entrada y salida (según su diseño) parasustancias químicas, y esta gobernado por un algoritmo de control.
El principio de conservación para cualquier reactor exige que la masa de la especie i en un elemento de reactor de volumen A V obedezca el siguiente enunciado[3]:

Los reactores químicos tienen como funciones principales:
* Asegurar el tipo de contacto o modo de fluir de los reactantes en el interior del tanque, para conseguir una mezcla deseada con los materiales reactantes.
* Proporcionar el tiempo suficiente de contacto entre las sustancias y el catalizador, para conseguir la extensión deseada de la reacción.

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

Existen varios tipos de reactores químicos, por ejemplo: Reactores tubulares, reactores de lecho fijo, de lecho de carga móvil, de lecho fluidizado, reactores discontinuos y semicontinuos, entre otros[3].

2.4.- Velocidad de reacción: se define como la cantidad de reactivo que se consume, o la de producto que se forma, por unidad de volumen en la unidad de tiempo. Dado que la cantidad de sustancia por unidad de volumen en una disolución, se denomina concentración, y teniendo en cuenta que, por lo general, tanto los reactivos como los productos se hallan en disolución, ya sea líquida, sólida o gaseosa, la velocidad de reacción representa la variación de concentración de una cualquiera de las sustancias que intervienen en la reacción por unidad de tiempo.[1]



2.5.- Reactor tubular: el reactor ideal de flujo tubular es aquel en el que no hay mezclado en la dirección del flujo y sí existe un mezcladocompleto en la dirección perpendicular a la del fiujo (esto es, en la dirección radial).. Las concentraciones varían a lo largo de la coordenada de longitud, z, pero no a lo largo de la coordenada radial, r. Excepto cuando es posible una operación isotérmica, la temperatura también varía con z.[3]
2.6. Ecuacion de Diseño del reactor tubular bajo el modelo de flujo piston: Se puede deducir que la velocidad de reaccion varía con la longitud de la reacción. Por consiguiente, el elemento de volumen en el balance de masa, debe ser de longitud diferencial, pero puede prolongarse a lo largo de la totalidad del diametro del reactor. En general, los reactores de flujo tubular se operan en estado estable, por lo que las propiedades en cualquier posición son constantes con respecto al tiempo. La relación de la definición 2.3 aplicada al elemento de volumen V para este tipo de operación de estado estable se transforma en:
Ec. 2.4[3]

Tomando el límite como V - 0, se obtiene:

Ec.2.5[3]

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

La velocidad volumétrica de flujo Q, así como C,, pueden variar en forma significativa con la longitud del reactor, debido a cambios de temperatura y de número total de moles en una reacción de fase gaseosa. Por estas razones suele preferirse expresar la en términos de conversión en lugar de concentración. Esto se basa en la ventaja de la constancia de la velocidad de alimentación del reactante, FA. En cualquier punto z a lo largo del reactor donde la conversión es xA y la velocidad de flujo corresponde aQ, esta relación puede expresarse como:

Ec.2.6[3]

Puesto que QC,,, es la velocidad mola1 de alimentación constante FA del reactante A,la Ecuacion anterior se puede diferenciar con respecto al volumen del reactor para obtener

Ec.2.7[3]

Ahora bien, si la especie i es el reactante A, la Ec. (2.5) puede combinarse con la Ec. (2.7) para obtener el balance de masa en términos de la conversión

Ec.2.8[3]
2.7.- Turbulencia

La forma en la que un fluido fluye a lo largo de una tubería puede dividirse en laminar y turbulento. En la primera las partículas fluyen de manera ordenada mientras que en la segunda se crean cambios bruscos de presión y velocidad que tienen por consecuencia el aparecimiento de vórtices de diferentes escalas.[4] Uno de los principales requerimientos del reactor tubular (PFR) es que opere en la región turbulenta, esto es decir a números de Reynolds iguales o por encima de 4000.[3]

2.8 Numero de Reynolds: El número de Reynolds es una comparación entre los términos convectivos y los términos viscosos de las ecuaciones de Navier-Stokes que gobiernan el movimiento de los fluidos.[4]

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO
3.1.- Procedimiento Experimental:

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

3.2.- Tablas de datos:
Tabla 3.2.1.- Volúmenes de base gastada (VOH) y volúmenes de acido clorhídrico enrasado (V HCl) para las experiencias de caudal bajo y caudal alto.
Caudal | Bajo | Alto |
Muestras | VHCl (ml) | VOH (ml) | VHCl (ml) | VOH (ml) |
Alimentación | 2 | 21,6 | 1,9| 23,6 |
Toma 1 | 2,7 | 19,3 | 2,9 | 22,2 |
Toma 2 | 1,9 | 19,5 | 2,8 | 22 |
Toma 3 | 3,15 | 20,7 | 3,9 | 24 |
Toma 4 | 2,75 | 22,7 | 3,4 | 22,6 |

Tabla 3.2.2.- Alturas de los rotametros para cada uno de los caudales.
Sustancias | Altura del rotametro (cm) |
| Caudal Bajo | Caudal Alto |
Hidróxido de Sodio | 8 | 13 |
Acetato de Etílo | 8 | 13 |

Tabla 3.2.3.-Volúmenes y tiempo registrados para el calculo del caudal promedio en las dos experiencias.
Caudal | Volúmen (ml) | Tiempo (s) |
Bajo | 58 | 5,52 |
| 65 | 5,46 |
| 59 | 5,20 |
Alto | 34 | 2,20 |
| 45 | 2,12 |
| 33 | 2,27 |

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

Tabla 3.2.4.- Peso del picnómetro vacío, lleno y volumen del picnómetro para la determinación de la densidad de la mezcla.
Peso del Picnómetro vacío (g) | Peso del Picnómetro lleno (g) | Volúmen del picnómetro (ml) |
25,74 | 51,02 | 26,061 |

Tabla 3.2.5.- Datos adicionales sobre la longitud del reactor flujo piston.
Tramo | Longitud (cm) |
Alimentación- 1 | 133 |
1- 2 | 124 |
2- 3 | 133 |
3- 4 | 137 |
Diametro de la tubería | 0,9144 |

Tabla 3.2.6.- Volúmen de HCl gastado en la titulación de la muestra de la estufa.
Volúmen de HCl gastado en la titulación de la muestra de la estufa (ml) |
13,6 |




CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

3.3.- Muestra de Calculos:
3.3.1. Preparación de las soluciones necesarias
Inicialmente se deben preparar las soluciones de los reactivos: hidróxido de sodio y acetato de etilo,cada uno con un volumen de 1 L y de concentración 0.1 N, también deberan prepararse 50 litros de las mismas soluciones a igual concentración y una solución de HCl igualmente concentrada. Para llevar a cabo la preparación de dichos reactivos se realizaron los siguientes calculos.

3.3.1.1. Para Hidróxido de Sodio 0.1 N
La normalidad de una solución expresa el número de equivalentes de soluto contenidos en 1 L de solución y se define por medio de la siguiente ecuación:
(Ec. 3.1)
Donde:
N = normalidad (Eq-g/L)
N° Eq-g = número de equivalente gramos. (Eq-g)
V = Volumen (L)
El equivalente es una unidad para describir la cantidad de una especie química. El número de equivalente gramos para una sustancia viene definido por la siguiente relación:
(Ec. 3.2)
Donde:
m = masa (g)
PE = Peso equivalente (g/eq-g)
El peso equivalente para una sustancia alcalina, es esa cantidad de sustancia que reacciona o suministra 1 mol de iones de hidroxilo en esa reacción y esta expresado de la siguiente manera:
(Ec. 3.3)
Donde:
PM = peso molecular (g/gmol)
CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

N° OH = número de iones hidroxilo (eq-g/gmol)
Sustituyendo la ecuación 3.2 en la 3.1, se tiene que:
(Ec. 3.4)
De laecuación 3.4, se despeja la masa:
(Ec. 3.5)
El hidróxido de sodio libera un ion hidroxilo (OH-) cuando queda diluido en agua y su peso molecular es 40 g/gmol, sustituyendo los valores necesarios en la ecuación 3.3, se obtiene:

Sustituyendo los valores obtenidos en la ecuación 3.5, se tiene que la masa necesaria para prepara 1 L de solución de NaOH, es igual a:
(100% pureza)
3.3.1.2 Para el Acetato de Etilo 0,1 N
En este caso el acetato de etilo se encuentra en estado líquido, por lo que se utiliza la definición de densidad de una sustancia
El peso equivalente para el acetato de etilo se determina de la siguiente manera:

Sabiendo que ρ = msto / Vsto (Ec 3.6)
Donde:
ρ: Densidad
msto: Masa del soluto
Vsto: Volumen ocupado por la masa del soluto

Sustituyendo en la ecuación 3.4, nos queda que
N = (ρ* Vsto )/ (PE*Vsol) (Ec 3.7)

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

Despejando el volumen del soluto de la ecuación 3.7, y sustituyendo los valores necesarios se tiene que para una solución de 0.5L de acetato de etilo al 0.1N se deben añadir 4.9 ml, como se muestra ahora:
Vsto=N*PE*Vsol/ρ (Ec 3.7.1)
Vsto=(0.1eq-g/L*88,11g/eq-g*0,5L)/900 g/L
Vsto= 4.89*10-3Lal 99,9%

Pero en el laboratorio el acetato de etilo se encuentra a una pureza de 99,9% por lo que el verdadero volumen a utilizarse determina mediante el porcentaje de pureza:

Si: 99,9% 4.89*10-3L
100%=X
X=100*4.89*10-3L/99.9
X= 4.9*10-3L

3.3.1.3 Para el Acido Clorhídrico 0,1 N
Para preparar esta solución se utiliza igualmente la ecuación 3.5. En este caso el acido clorhídrico se encuentra en estado líquido, por lo que se utiliza la definición de densidad de una sustancia igualmente.

El peso equivalente para el acido clorhídrico se determina así:

Sustituyendo los valores necesarios en la ecuación 3.7, la masa de Acido Clorhídrico necesario para preparar la solución es:

(100% pureza)
CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

En el laboratorio el Acido Clorhídrico posee un 37% de pureza (p/p) por lo que debe determinarse la masa realmente necesaria, para ello se tiene que:

100 g de solución 37 g de HCL

X 3,65 g de HCl

X=

Utilizando la ecuación 3,6 se puede determinar el volumen de solución a diluir:

3.3.2.- Determinación de la concentración de NaOH:
Para la determinación de la concentración de NaOH en cada muestra se utiliza la siguiente ecuación, la cual fue extraída del manual de laboratorio de reactores:
(Ec. 3.8)[5]
Donde:
Vi= Volúmen inicial de HCl (ml)
Ve= Volúmen de enrase (solución de HCl) (ml)
CH+= Concentracióndel HCl (mol/L)
V-OH= Volúmen de NaOH gastado en la titulación (ml)
C-OH= Concentración de NaOH gastado en la titulación (ml)

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

Sustituyendo los valores de la tabla 3.2.1 en la ecuación 3.8 se determinan los valores de concentración de NaOH:

Se trabaja de igual forma con los demas valores de la tabla 3.2.1 tanto para caudal alto como bajo y los valores se reportan en la Tabla (4.1.1).
3.3.3.- Determinación de la concentración del acetato de etílo a lo largo del reactor:
Para la determinación de la concentración del acetato de etilo, se utiliza la siguiente ecuación extraída del manual de laboratorio de analisis de reactores:
(Ec. 3.9)[5]
Donde:
: Concentración de acetato de etilo.
: Concentración de la muestra de NaOH en la alimentación.
: Volumen de NaOH.
: Molaridad de NaOH.
: Volumen gastado de HCl, en la titulación.
: Molaridad de HCl.
Sustituyendo los valores de la tabla 3.2.1 en la ecuación 3.9 se obtienen las concentraciones de acetato de etilo, como se muestra posteriormente:

Se trabaja de igual forma con los valores restantes de caudal bajo y caudal alto, y los resultados se presentan en la tabla (4.1.1)

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

3.3.4.- Calculo de la conversión experimental:
Para la determinación de la conversión experimental es necesario utilizar la siguiente ecuación extraida del manual de laboratorio de analisis de reactores:

(Ec. 3.10)

Donde:
Ca:concentracion del NaOH en cada toma (mol/L)
Cao: concentración de NaOH en la alimentación (mol/L)

Tomando como la especie (A) al NaOH, y sabiendo que ya que la estequiometría es de 1:1 se determina la conversión experimental sustituyendo los valores de la tabla (4.1.1) en la ecuación 3.10:
Xa=1-(0,0235mol/L/0,05mol/L)= 0,53
Se trabaja de igual forma con los demas valores de la tabla (4.1.1) y los resultados se presentan en la tabla (4.1.2).
3.3.5.- Calculo de la conversión teórica por medio del modelo flujo pistón:
3.3.5.1.- Calulo de los tiempos espaciales de las moléculas en el reactor tubular:

(Ec. 3.11)[1]
Donde:
Vrfp: Volúmen del reactor flujo pistón. (cm^3)
Q: flujo volumétrico en el reactor flujo pistón (cm^3/s)
El volúmen del reactor en cada toma se determina utilizando la ecuación que representa el volumen de un cilindro:
Vcil= (π*D^2/4)*L (Ec. 3.12)

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

En la alimentación la longitud del reactor es cero (0), por lo tanto el volúmen es cero, entonces el tiempo espacial es cero (0), por lo tanto, se determina el tiempo espacial a partir de la toma número 1:

Vcil=(π*(0,9144cm)^2/4)*133 cm Vcil=87,3402 cm^3
Para el caudal bajo:
τ= 87,3402 cm^3/11,2527 cm^3/s τ= 7,7617 s
Se realiza el mismo procedimiento para las demas tomas del reactor y para los doscaudales diferentes, los resultados se muestran en la tabla ()
Una vez obtenidos los tiempos espaciales, se procede a utilizar el modelo flujo piston para reactores tubulares:

(Ec. 3.12) [2]
La reacción química llevada a cabo es la siguiente:

Se sustituyo, el reactivo por letras de la forma siguiente:

Por la estequiometria de la reacción se tiene que:
(3.13)
Como queda que:
CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

(3.14)
Donde , quedando:
(3.15)
Sustituyendo en la ecuación 3.4, se reescribe:

(3.16)

Resolviendo la expresión:
(3.17)

Despejando :

(3.18) [3]

Se toma el valor de para la primera muestra y los demas datos son los siguientes:

K=0,0864/mol*seg y =0,05mol/L, se sustituye:

CAPÍTULO III: DESARROLLO DEL PROYECTO

=0,0324
De igual manera se calcularon las XA para los tomos restantes tanto para el caudal bajo como para el alto, los resultados son mostrados en la tabla (4.1.2)
3.6.- Calculo de la densidad de la disolución:
(3.19)[1]
Donde:
: Masa de la muestra.
V= volúmenSustituyendo los datos

=0,9700g/ml.
3.7.- Determinación del número de Reynolds:
Re=ρ*V*D/µ (3.20) [4]
Se introducen las propiedades físicas la velocidad y el diametro de la tubería, para los casos de caudal alto y bajo, se la siguiente manera:
Para el caudal bajo: Re=0.9700 g/cm^3*17,1354cm/s*0,9144cm/0,8360g/cm*s
Re=18,1807 (adimensional)
Se procede de igual forma para el flujo alto. Los resultados se presentan en la tabla (4.1.4)
CAPÍTULO IV: DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS

4.1.- Tablas de resultados:
Tabla 4.1.1.- Concentraciones de NaOH y de Acetato de etilo en función de la longitud del reactor.
Longitud del reactor (cm) | Concentración de la especie (mol/L) |
| Caudal Bajo | Caudal Alto |
| NaOH | AcOEt | NaOH | AcOEt |
0 | 0,0235 | 0,0392 | 0,0143 | 0,0434 |
133 | 0,0377 | 0,0332 | 0,0258 | 0,0386 |
257 | 0,0320 | 0,0352 | 0,0261 | 0,0384 |
390 | 0,0341 | 0,0351 | 0,0232 | 0,0402 |
527 | 0,0227 | 0,0399 | 0,0269 | 0,0384 |

Tabla 4.1.2.- Conversiones Teórica y Experimental en el RFP para caudal bajo y caudal alto, y error experimental en cada caso.
Caudal(ml/s) | Longitud (cm) | Xa Experimental | Xa Teórica | Error Experimental (%) |
Bajo | 0 | 0,5304 | 0 | 100,0000 |
| 133 | 0,2466 | 0,0324 | 86,8458 |
| 257 | 0,3593 | 0,0609 | 83,0646 |
| 390 | 0,3181 | 0,0895 | 71,8554 |
| 527 | 0,5461 | 0,1173 | 78,5226 |
Alto | 0 | 0,7143 | 0 | 100,0000 |
| 133 | 0,4842 |0,0216 | 95,5341 |
| 257 | 0,4775 | 0,0410 | 91,4224 |
| 390 | 0,5355 | 0,0609 | 88,6357 |
| 527 | 0,4630 | 0,0805 | 82,6079 |

Tabla 4.1.3.-Tiempo espacial de las moléculas en cada tramo del reactor y para la corrida en caudal alto y en caudal bajo
Caudal(ml/s) | Longitud (cm) | Volúmen ml | Tiempo espacial τ (s) |
11,2527 | 0 | 0 | 0 |
| 133 | 87,3411 | 7,7618 |
| 257 | 168,7719 | 14,9983 |
| 390 | 256,113 | 22,7601 |
| 527 | 346,0809 | 30,7554 |
17,0728 | 0 | 0 | 0 |
| 133 | 87,3411 | 5,1158 |
| 257 | 168,7719 | 9,8854 |
| 390 | 256,113 | 15,0012 |
| 527 | 346,0809 | 20,2708 |
CAPÍTULO IV: DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS

Tabla 4.1.4.-Densidad, Viscosidad, velocidad promedio, y número de Reynolds para caudal bajo y caudal alto.
Caudal (ml/s) | Densidad (g/ml) | Viscosidad (g/cm*s) | Velocidad promedio (cm/s) | Número de Reynolds (Re) |
11,2527 | 0,9700 | 0,8360 | 17,1354 | 18,1807 |
17,0728 | 25,9982 | 27,5841 |

CAPÍTULO IV: DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS

4.2.- Discusión de Resultados:

En la tabla 4.1.1 se puede observar el comportamiento de la concentración de los reactivos a lo largo de la longitud del reactor, se observa que mientras aumenta la longitud del reactor la cantidad de reactivos se disminuye debido al transcurso de la reacción química como se esperaba teóricamente. Este comportamiento también puede observarse graficamente en el anexo Figura A.1.

También se puede observar en la tabla 4.1.2 el aumento de la conversión a lo largo delreactor, esto ocurre debido a que en un reactor tubular, la conversión aumenta en sentido de la dirección axial del mismo, lo que concuerda satisfactoriamente con lo observado en la teoría citada para esta experiencia. Se puede observar en esta misma tabla que la conversión teórica difiere en mas del ochenta por ciento en todos los casos, esto se debe a que el reactor esta descalibrado y posee mucha suciedad, mas alla de eso, mantener un flujo constante de los dos reactivos es complicado debido a que hay fugas, las mangueras flexibles se doblan y esto ocasiona variaciones en la altura de los rotametros difíciles de controlar. Por otra parte debido a tal diferencia el error experimental es bastante alto, por lo que se puede decir que el modelo flujo pistón para reactores tubulares no puede aplicarse confiablemente en el reactor utilizado para la practica.

Se comprobó experimentalmente que los dos flujos eran laminares el número de Reynolds para ambos casos se encuentra en la tabla 4.1.4 en la tabla 4.1.3 se pueden observar los tiempos espaciales para cada toma del reactor y para el caudal bajo y el alto, se puede observar que mientras mas turbulento es el flujo mejor es la interacción molecular, por lo que la conversión fue mayor para el caso del caudal alto, cosa que coincide con la teoría revisada para la realización de esta practica.

CAPÍTULO IV: DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS

4.3.- Conclusiones

* La conversión mas alta fue alcanzada en caudal alto y fue de 0,7143.
* El modelo flujo pistón parareactores tubulares no es eficiente para el tratamiento del reactor tubular estudiado debido a que el porcentaje de error experimental es muy alto.
* La solución de la estufa se tiñe de color oscuro cuando se añade el indicador debido a que presenta un exceso de iones oxidrilo.
* Mientras mas turbulencia presenta el flujo mayor sera la conversión obtenida.
* La conversión de la reacción varía en la dirección axial del reactor.

CAPÍTULO IV: DESCRIPCIÓN DE RESULTADOS

4.4.- Recomendaciones:
* Mantener los flujos de los reactivos constantes debido a que si no se cumple eso, cambia la estequiometria de la reacción y se producen variaciones que provocan errores gruesos en la practica.
* Mantener las muestras frías para desacelerar la velocidad de la reacción y poder obtener resultados confiables.

BIBLIOGRAFÍA

1. FOGLER, Scott. “Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas”. Tercera Edición. Editorial Prentice Hall. México. (2001).

2. LEVENSPIEL, Octave. “Ingeniería de las Reacciones Químicas”. Editorial Reverte. 2º Edición. México. (1998).

3. SMITH, J. “Ingeniería de la Cinética Química”. Editorial Continental. 6º Edición. México. (1991).

4. BIRD, R. Byron “Fenómenos de Transporte”. Editorial Limusa Wiley 2° Edición. México (2008).

5. “Manual de Laboratorio de Reactores”, Universidad de Oriente, Departamento de Ingenieria Quimica, Anzoategui, Venezuela, (2010).

ANEXOS

Figura A.1.- Concentracion de los reactivos Vs longitud del reactor.





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