INGENIERIA DE LAS REACIONES QUIMICAS.

PRESENTA NOMBRE: JUAN PABLO JIMENEZ BETANCURT.

PORLAMAR/AGOSTO/2015.

INTRODUCION DE LA INGENIERIA DE LAS REACCIONES

QUIMICAS.

La Ingeniería de la Reacción Química se ocupa del estudio de las

reacciones químicas con el objeto de diseñar, a escala industrial, los

recipientes en los que se han de llevar a cabo, los reactores. Así

pues, se abordan en primer lugar algunos conceptos básicos de

cinética química que permiten definir, formular y determinar la

ecuación cinética, ecuación diferencial que expresa la velocidad de

una reacción en función de todos los factores que influyen sobre

ella. Asimismo se consideran los fundamentos básicos que han de

tener en cuenta para el diseño de un reactor, analizando los

diferentes aspectos que tienen mayor influencia en el mismo.

Clasificación de las reacciones.

Existen muchas maneras de clasificar las reacciones químicas. En la

ingeniería de las reacciones químicas. probablemente el método mas útil

sea dividirlas según el numero y tipo de fases implicadas. de donde

resultan dos grandes grupos: sistemas homogéneos y sistemas

heterogéneos. Una reacción es homogénea si se realiza en una sola fase.

heterogénea, si para que se efectúe a la velocidad a la que lo hace, se

requiere la presencia de al menos dos fases. Resulta irrelevante si la

reacción se efectúa en una dos o mas fases en una interface. o si los

reactivos y los productos se distribuyen entre las fases o estén todos en

una sola de ellas; lo que importa es que se requieren al menos dos fases

para que la reacción se lleve a cabo del modo que lo hace.

• Clasificación de las reacciones químicas que se emplean en el diseño de reactores.

HOMOGENEAS

HETEROGENEAS

NO CATALITICAS CATALITICAS

LA MAYORIA DE LAS REACCIONES EN LA MAYORIA DE LAS REACCIONES FASE GASEOSA. EN FASE LIQUIDA. REACIONES RAPIDAS COMO REACIONES ES SISTEMAS COLOIDALES. COMBUSTION DE UNA LLAMA. REACIONES ENZIMATICAS Y MICROBIANAS.

QUEMADO DEL CARBON SISTECIAS DE AMONIACO TOSTACION DE MENA OXIDACION DE AMONIACO A ACIDO NITRICO ATAQUE DE SOLIDOS POR ACIDOS ACIDO NITRICO ABSORCION GAS-LIQUIDO CON REACCION CRAQUEO DE PETROLEO CRUDO REDUCION DE MENA DE HIERRO A HIERRO OXIDACION DE 𝑆𝑂₂ a SO₃ Y ACERO

Tipos de Reacciones químicas.

• Reacciones irreversibles: Transcurre en un solo sentido con consumo total de al

menos uno de sus reactivos. Se indica con una sola flecha (→)

• Reacciones Reversibles: Por reacción delos productos obtenidos, se vuelven a

formar las sustancias originales, alcanzándose un equilibrio, se indica con doble

flecha (↔)

• Reacciones exotérmicas: Trascurre con desprendimiento de calor.

• Reacciones endotérmicas: Transcurre con absorción de calor.

• Reacciones de combinación: Dos o mas reactivos dan un solo producto.

• Reacciones de descomposición: A partir de un solo reactivo se obtiene dos o mas

productos.

• Reacciones de desplazamiento: Una sustancia simple (elemento metálico)

reacciona con un compuesto (acido o sal) desplazando uno de los componentes

(hidrogeno del acido o elemento metálico de la sal ) y uniéndose al resto

Reactores químicos.

Ejemplo del funcionamiento de un reactor químico para separar el gasóleo en naftalina:

Tipos de Reactores químicos.

a) REACTOR DISCONTINUO. Es aquel en donde no entra ni sale material durante la

reacción, sino mas bien, al inicio del proceso se introducen los materiales, se lleva a las

condiciones de presión y temperatura requeridas, y se deja reaccionar por un tiempo

preestablecido, luego se descargan los productos de la reacción y los reactantes no

convertidos. También es conocido como reactor tipo Batch.

b) REACTOR CONTINUO. Mientras tiene lugar la reacción química al interior del

reactor, éste se alimenta constantemente de material reactante, y también se retira

ininterrumpidamente los productos de la reacción.

c) REACTOR SEMICONTINUO: Es aquel en el cual inicialmente se carga de material

todo el reactor, y a medida que tiene lugar la reacción, se va retirando productos y

también incorporando más material de manera casi continua.

d) REACTOR TUBULAR. En general es cualquier reactor de operación continua, con

movimiento constante de uno o todos los reactivos en una dirección espacial

seleccionada, y en el cual no se hace ningún intento por inducir al mezclado. Tienen

forma de tubos, los reactivos entran por un extremo y salen por el otro.

Tipos de Reactores químicos.

1. e) TANQUE CON AGITACIÓN CONTINUA. Este reactor consiste en un tanque

donde hay un flujo continuo de material reaccionante y desde el cual sale

continuamente el material que ha reaccionado. La agitación del contenido es

esencial, debido a que el flujo interior debe estar en constante circulación y así

producir una mezcla uniforme.

f) REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO. Se utiliza para reacciones donde

intervengan un sólido y un fluido (generalmente un gas). En estos reactores la

corriente de gas se hace pasar a través de las partículas sólidas, a una velocidad

suficiente para suspenderlas, con el movimiento rápido de partículas se obtiene

un alto grado de uniformidad en la temperatura evitando la formación de zonas

calientes.

g) REACTOR DE LECHO FIJO. Los reactores de lecho fijo consisten en uno o

más tubos empacados con partículas de catalizador, que operan en posición

vertical. Las partículas catalíticas pueden variar de tamaño y forma: granulares,

cilíndricas, esféricas, etc. En algunos casos, especialmente con catalizadores

metálicos como el platino, no se emplean partículas de metal, sino que éste se

presenta en forma de mallas de alambre.

Tipos de Reactores químicos.

Tipos de Reactores químicos.

Cinética Química.

Cinética Química.

• La cinética química es un área de la fisicoquímica que se encarga del estudio de la rapidez de reacción, cómo cambia la rapidez de reacción bajo condiciones variables y qué eventos moleculares se efectúan mediante la reacción general (Difusión, ciencia de superficies, catálisis). La cinética química es un estudio puramente empírico y experimental; el área química que permite indagar en las mecánicas de reacción se conoce como dinámica química.