UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIAFACULTAD DE INGENIERADEPARTAMENTO DE INGENIERA QUMICAINGENIERA DE LAS REACCIONES QUIMICAS2014-1Pre informe practica 2Daniela Caro, Claudia Duque, Eliana Mendoza24 de julio del 2014Estudio del perfil de flujo en un reactor de lecho empacado y su posterior evaluacin en la saponificacin de acetato de etilo con hidrxido de sodio

Resultados4.1 Realizar las siguientes grficas (25 %)

4.1.1(50 %) Graficar los datos de concentracin de KCl vs. Tiempo, C(t).

Con la curva de calibracin del KCl que se encuentran en el archivo anexo de Excel se calcula la concentracin en base a la conductividad.

Con esta ecuacin se calcula la concentracin del KCl:

En el tiempo de 34 segundos se tiene un valor de conductividad 0.391 mS/cm:

Grafica 1. Concentracin de KCl versus el tiempo

4.1.2 (50%) Graficar los datos de concentracin de NaOH vs. Tiempo.

Con la curva de calibracin del NaOH que se encuentran en el archivo anexo de Excel se calcula la concentracin en base a la conductividad.

Con esta ecuacin se calcula la concentracin del NaOH:

En el tiempo de 40 segundos se tiene un valor de conductividad 1.942 mS/cm:

Grafica 2. Concentracin de NaOH versus el tiempo

4.2 Para la unidad 3(25 %)4.2.1 (50%) Calcular la conversin alcanzada en el reactor y graficarla en funcin del tiempo.

Calculo de la conversin experimental

La conversin en trminos del flujo molar es:

El flujo molar inicial se conoce ya que la concentracin inicial es conocida y es 0.2M:

El flujo de salida se calcula en cada tiempo:

Para un tiempo de 42 segundos se tiene una conversin de:

Grafica 3. Conversin versus el tiempo

Los resultados de la conversin para este punto se encuentran en el archivo anexo de Excel.

4.2.2 (50%) Evaluar la conversin con el modelo de reactor de flujo pistn. Tenga en cuenta el nmero de esferas con las que estaba empacado el reactor y su longitud.

Clculo de la conversin por el mtodo del reactor PFREl volumen en un reactor PFR est determinado por:

En la prctica 1 se encontr que esta reaccin es de orden 2, la velocidad de reaccin est dada como:

Se resuelve la integral

De la integral se saca constante k y se llega a:

Con la definicin de conversin:

Reemplazando:

Haciendo una sustitucin para resolver la integral: Se llega a:

Despejando la conversin:

Para v se debe tener en cuenta tanto la longitud del reactor como las esferas a su interior:

La conversin que se obtiene:

4.3Para la unidad 8.1(25 %)

4.3.1 (60%) Construir las grficas de distribucin de tiempos de residencia externa, E(t), y distribucin de tiempo de residencia acumulativa, F(t) en funcin del tiempo para el KCl.

Como la perturbacin que se realizo en el experimento es de tipo escaln la ecuacin general es:

Como la concentracin inicial es constante la ecuacin 16 se puede reescribir como:

Como se tienen los datos de la concentracin en funcin del tiempo, se grafican y se hace un ajuste polinomial y luego este se deriva para obtener la distribucin de tiempos de residencia externa E (t).

Grafica 4. Ajuste polinomial

Grafica 5. Distribucin de tiempos de residencia externa

Para obtener la distribucin de tiempos de residencia acumulativa F(t) en funcin del tiempo se tiene que:

Entonces, E(t) se remplaza en la integral y se calcula distribucin de tiempo de residencia acumulativa para cada intervalo de tiempo.Comment by Juan 2: Cuales son los limites de la integral?

Los valores de la regresin obtenida se muestran en el archivo anexo de Excel.Grafica 6. Distribucin de tiempos de residencia acumulativa

4.3.2 (40%) Calcular el tiempo de residencia medio y la varianza de la funcin de distribucin de tiempos de residencia

El tiempo de residencia medio se calcula con la siguiente ecuacin:

El tiempo de residencia medio, tm es

La varianza se define como:

t es igual a los 67segundos que corresponde al tiempo final de la reaccin menos 33 segundos que corresponde al tiempo donde se empezaron a tener datos coherentes.La varianza es:

4.4 Para la unidad 8.2 (25 %)4.4.1 (100%) Predecir la conversin del NaOH a la salida del reactor en estado estable, con un modelo de flujo no ideal.

Modelo del reactor no ideal

De la definicin de conversin:

Reemplazando

La expresin para la velocidad de reaccin asumiendo un orden de reaccin de 2

Por lo tanto

Separando variables

Integrando:

El valor de la conversin es:

Nota 4.7