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SELECCIN DEL MATERIAL PARA EL DISEO DE UN REACTOR cataltico de lecho.

CURSO: MATERIALES PARA INGENIERA QUMICADOCENTE: M.Sc. ALFREDO FERNANDEZ R.ALUMNOS:VILELA OROZCO JAVIER EFRANCRUZ BURGOS BRAYNERQUINTANA GUERRERO LISETGONSALES USCOCOVITCH JOSREACTOR DE LECHOS FLUIDIZADOS CON CATALIZADOREs un reactor qumico el cual es un equipo en cuyo interior tiene lugar una reaccin qumica, estando ste diseado para maximizar la conversin y selectividad de la misma con el menor coste posible.El diseo de un reactor qumico requiere conocimientos de termodinmica, cintica qumica, transferencia de masa y energa, as como de mecnica de fluidos; balances de materia y energa son necesarios en especial del Material por el cual se va a disear.

CARACTERISTICAS DEL REACTOR La regeneracin del catalizador requiere del uso de gases; Es comn usar un sistema de re-circulacin a fin de aumentar la eficiencia de re activacineste sistema presenta dificultades en el control de temperatura debido a la formacin de zonas calientes y fras en el interior del lecho.No se puede usar un tamao de catalizador pequeo debido a la formacin de tapones y cadas de presin.

CARCAZA DEL REACTORELEVADAS TEMPERATURASELEVADAS CONDICIONES DE PRESIN.ALTA DUREZARESISTENCIA A LA CORROSIN Y OXIDACIN.

MATERIAL PARA LA CARCAZAACERO INOXIDABLE O ALEACIONES DE ACERO:Estructura Cristalina: Cubica centrada en las Caras.Dureza Mohs: 7.5Coeficiente de dilatacin lineal: 0.000018 C, de 20C a 100C.Conductividad Trmica: 16.3 W/m.K

ACEROS AUSTENITICOSLa estructura cristalina de la austenita es del tipo cbica, de caras centradas, en donde se diluyen en solucin slida los tomos de carbono en los intersticios, hasta un mximo tal como lo muestra el diagrama de fase Fe-C. Esta estructura permite una mejor difusin con el carbono, acelerando as el proceso de carburacin del acero. La solubilidad mxima es slo del 1,67%. Hay que recordar que por definicin los aceros contienen menos de 1,67% de carbono y pueden tener disuelto el carbono completamente a altas temperaturas.Estructura Austentica

Estructura cristalina de la austenita: El hierro (en gris) est dispuesto en un retculo cbico y a centros de caras. mientras que el carbono (en azul) est presente como defecto intersticialDiagrama que muestra el cambio de fases de la aleacin de hierro austenticosACEROS FERRITICOSSon aleaciones de hierro, carbono y cromo (y a veces con algunos otros elementos de aleacin) con un contenido de cromo no inferior a 10,50%. El ms conocido de todos es el acero inoxidable 430 (16% Cr). La estructura es ferrtica. Es magntico. La soldadura de este acero es bastante frgil. El embutido es bueno, pero no se estira como los inoxidables austenticos de la serie 300. Pero cuando en la fabricacin se utilizan procesos de laminacin y tratamiento trmico adecuados, sirve para hacer todo esto y algunas otras cosas ms

EVALUACION DE LA DUREZA :

Se debe de conocer que las aleaciones ferrificas son mas dbiles que las composiciones austenticas y, en los dos grupo el Molibdeno incrementa la resistencia. Las piezas vaciadas austenticas son mucho mas fuertes que sus equivalentes forjadas. Se pueden obtener resistencias altas en el INCONEL, el STELLITE 25 con base de Co y el A286 en base de hierro. INTERIOR DEL REACTOR ELEVADAS CONDICIONES DE PRESIN Y TEMPERATURA.RESISTENCIA A LA CORROSIN Y OXIDACIN.

MATERIALES Se pueden disear de ACEROS ALEADOS ya vistos anteriormente pero actualmente se usa fibra de vidrio para su recubrimiento interno.FIBRA DE VIDRIOSon buenos aislantes trmicos debido a su alto ndice de rea superficial en relacin al peso, la fibra de vidrio sea un buen aislante trmico, con conductividad trmica del rden de 0.05 W/(mK)7

Evaluacin de la corrosin para elementos internos del reactor:Todas las aleaciones comunes resistentes al calor forman xidos cuando se exponen a los ambientes oxidantes calientes. El hecho de que una aleacin sea o no resistente depender de que el oxido sea estable y forme un pelcula protectora. As, el acero dulce se utiliza raramente por encima de 950F, debido a los ndices excesivos de escamado. Las temperaturas mas altas requieren cromo. As el acero de tipo 502, con 4 a 6% de Cr, es aceptable a 1150 F. Un acero con de 9 al 12% de Cr manejara temperaturas de 1300 a 1400 F, el de 14 a 18% se extiende asta 1500F y el de 27% hasta 2000F.

Anlisis de oxidacin de un acero aleado con Silicio:Los aceros inoxidables austenticos, muy conocidos, tienen un excelente resistencia a la oxidacin: hasta 1650F o 2000F. Las aleaciones con base de Co , de las cuales el Stellite 25 es un buen ejemplo; tienen buenas resistencias hasta los 2000F.Otro elemento til para proporcionar resistencia a la oxidacin es el Silicio. En las gamas de bajo contenido de Cr, el Silicio en cantidades de 0.75 a 2% es mas eficiente que el Cr sobre la base de porcentaje por peso.

Anlisis de oxidacin de un acero aleado con AluminioMejora la calidad de resistencia del hierro a la oxidacin, as como tambin a la Sulfonacin; pero el uso como agente de aleacin es limitado, porque la cantidad que se requiere interfiere con la capacidad de trabajo y las propiedades de resistencia del acero a altas temperaturas.

ECONOMIA EN LA SELECCIN DEL MATERIAL El costo inicial de los materiales es un indicador econmico suficiente al comparar materiales de construccin para equipos de procesamiento. Cualquier estimacin de costos debe incluir.Costos totales del material.Costos de mano de obra en la instalacin.Costos por mantenimiento y paros.Costos de reemplazamiento.Economa de Procesos aplicada en los Materiales estudiadosAceros FeriticosAceros SuperaleadosAceros AusteniticosCosto instalado450006500060000Vida estimada4610ndice estimado en Mantenimiento11250108306000Costos por Reemplazo450045503000Impuestos en ahorros al 50%1853375Ahorro neto1853375Beneficios(por costos)0.9%22.5%GRACIAS POR SU ATENCINTipo de FibraTensin de rotura(MPa)8Esfuerzo de Compresin(MPa)Densidad(g/cm3)Dilatacin trmicam/(mC)T de ablandamiento(C)Preciodlar/kg

Vidrio clase E344510802.585.4846~2

Vidrio clase S-2489016002.462.91056~20