Introducción
• En la Unidad I Tema 1, se dedujo la ecuación geneal de !alance de moles" de es#a ecuación se o!#u$ieon las ecuaciones de dise%o &aa los eac#oes m's comunes" (ATC), CSTR, P*R, P(R
• Con#inuamos con el desaollo de la Unidad I Tema +  – De-iniemos la con$esión  – Reesci!iemos las ecuaciones de dise%o en #.minos
de la con$esión  – Se e/&lica' como dimensiona un eac#o 0calcula el
+
 
Resumen Unidad I Tema1:  Balance de Moles
1. El balance de moles en un volumen del sistema V:
2. La ley de velocidad cinética -r  j  es: • Función de las propiedades de los materiales: Conc, T, ,
catali!ador, disolvente "si se usan# • $na cantidad intensiva 
• $na ecuación al%ebraica y no di&erencial
• En sistemas 'omo%éneos %(mol)s.litro • En sistemas 'etero%éneos %(mol)s.%(catali!ador
• Convención -r  A velocidad de desaparición de *
• Convención r  A velocidad de &ormación de *
0124
3
dt 
  j V 
+. El balance de moles de los reactores comunes:
012
0126
01215
01213
BATCH
CSTR
PFR
PBR
4
  j V 
 
UNIDAD I Tema 2: Conversión y Tamaño e! Rea"#or 
7)as las cosas &e8ue%as como si -uesen gandes,

 
conversión X
• De!e considease &aa la de-inición  – Si la eacción es
a A ; !( → cC ; dD   – Se escoge el eac#i$o limi#an#e como !ase de c'lculo  – Se di$ide la ecuación en#e el coe-icien#e es#e8uiom.#ico de la es&ecie
limi#an#e, &o ejem&lo si la es&ecie limi#an#e es A
 A ; !<a( → c<aC ; d<aD  • La conversión de A, X  A es el número de moles de A que han
reaccionado por moles de A alimentados al sistema
 
)1(0   X  N  N   A A   −=
 
@
= )(
0
00
0
0+213
:ecuacionesam.asom.inamos
0+21
0+21@
∫   −=
−=
−=
−= −
 
E-emplo 2.1. • Una meBcla de gases consis#en#e en 5 de A  5 de gases ine#es a 15 a#m
ingesa en el eac#o con una $elocidad de -lujo de 6 dm 3<s a 355* 04++F+ GF Calcule la concen#ación en#an#e de A C  A0 , la $elocidad de -lujo mola en#an#e F  A0 F Ha cons#an#e de los gases ideales es R5F5+ dm3Fa#m<molFG
2.. Dimensionamiento de
:78allamos
) 4()atmmoldm050(
0
 
EHOCIDAD DE REACCIJ= E= *U=CIJ= DE HA CO=ERSIJ= • Ha -r  A casi siem&e es -unción de la concen#ación de las es&ecies de la RK • Paa una sola eacción la concen#ación &uede e/&esase en -unción de  X  • Po lo #an#o -r  A &uede e/&esase en -unción de X 
2.. Dimensionamiento de
 inertesases+Adeequimolarme"clauna%ueinicialcarala+
atm104=:dondeola.oratorien>icieronsemediciones,as
?A
)1(
5F5 5F553 1?
Ta!la +2+ Da#os de elocidad
Si A→(;C, 1<-rA →∞, cuando L→1 Si A↔(;C, 1<-rA →∞, cuando L→Le
14
 
E-emplo 2.2. 0imensionamiento de un CT a U#iliBando los da#os de la Ta!la +2+ o de la *igF +21, calcule el $olumen necesaio &aa
alcanBa una con$esión de 5 en un CSTR olución: Del ejem&lo +F1, $5  6 dm3<s, P5  15 a#m,  A5  5F, T5  4++F+ G, * A5  5F6@ mol<s
2.. Dimensionamiento de
1
Es#os son los -ac#oes de la *igF
0+21 8ue al mul#i&licase en#e si dan el 'ea !uscada
E-emplo 2.2. 0imensionamiento de un CT ! Som!ee en la *igF +21, el 'ea 8ue al mul#i&licase &o * A5, daMa el $olumen de un
CSTR necesaio &aa loga una con$esión del 5 olución: Del ejem&lo +F1, $5  6 dm3<s, P5  15 a#m,  A5  5F, T5  4++F+ G, * A5  5F6@ mol<s
2.. Dimensionamiento de
==
     
   
    ⋅=
⋅    
   
  −
⋅=
    
   
  −
= −
=
=
 
E-emplo 2.+. 0imensionamiento de un F Si la eacción de la Ta!la +21 se lle$a a ca!o en un P*RF Calcule del eac#o &aa loga una con$esión de 5 Use la -ómula de in#egación de cuada#ua de cinco &un#os 0A&.ndice AF4
olución: Del ejem&lo +F1, $5  6 dm3<s, P5  15 a#m,  A5  5F, T5  4++F+ G, * A5  5F6@ mol<s
2.. Dimensionamiento de
0 0
=
⋅ ++++=
−



− +
− +
− +
− +
−
=
− =
=====
∫ 
 X   F V 
 A
 X  A X  A X  A X  A X  A  A
 X 
 
Es#a in#egal e&esen#a el 'ea !ajo la cu$a en#e
L5 L5F de la *igF 0+21 a&o/F igual a
+65 dm3Fs<mol
E-emplo 2.+. 0imensionamiento de un F ! Som!ee en la *igF +21, el 'ea 8ue al mul#i&licase &o * A5, daMa el $olumen del P*R
necesaio &aa loga una con$esión del 5 olución: Del ejem&lo +F1, $5  6 dm3<s, P5  15 a#m,  A5  5F, T5  4++F+ G, * A5  5F6@ mol<s
2.. Dimensionamiento de
:1)-(ecuaciónlade7! unara
=
⋅⋅=
− = ∫ 
  =
 
E-emplo 2.+. 0imensionamiento de un F c )aga un !os8uejo cuali#a#i$o de la con$esión X   -r  A a lo lago del eac#o  olución: Del ejem&lo +F1, $5  6 dm3<s, P5  15 a#m,  A5  5F, T5  4++F+ G, * A5  5F6@ mol<s
2.. Dimensionamiento de
0 0
 X 
0 0
 X 
 
E-emplo 2.+. 0imensionamiento de un F c )aga un !os8uejo cuali#a#i$o de la con$esión L 2  A a lo lago del eac#o  Continuación:
2.. Dimensionamiento de
 
E-emplo 2.. Comparación de tamaos de CT y F Paa la com&aación usaemos la *igF +21 &aa a$eigua cu'l eac#o e8ueiMa el meno $olumen &aa una con$esión de 65F Has condiciones de alimen#ación la $elocidad de -lujo mola es de mol<s en am!os casos
olución:
 
E-emplo 2.. Comparación de tamaos de CT y F Paa la com&aación usaemos la *igF +21 &aa a$eigua cu'l eac#o e8ueiMa el meno $olumen &aa una con$esión de 65F Has condiciones de alimen#ación la $elocidad de -lujo mola es de mol<s en am!os casos
Continuación:
0
=
⋅ ++=
−



− +
− +
− =
− =
===
∫ 
 A  A
 
E-emplo 2.. Comparación de tamaos de CT y F CO=CHUSIJ= en caso de eacciones iso#.micas de oden mao 8ue ceo, el P*R siem&e e8uiee un $olumen meno 8ue el CSTR &aa alcanBa la misma con$esión Es#a com&aación &uede $ese g'-icamen#e
2.. Dimensionamiento de
1. La conversión:
0+23
0+24
0+215
d 
r 
c
r 
b
-r 
a
-r 
+. Las ecuaciones de diseo:
0+213
0+21
( ) salida
0
 A
 A
r 
. 3r4&icas de Levenspiel:
Pro(!ema 2)2
a NKu. 9aMa si necesi#aa es#ima el $olumen del eac#o necesaio &aa alcanBa una con$esión de ? usando los da#os de la #a!la
+@
5F5 5F553 1?
Pro(!ema 2)*
+
 
Pro(!ema 2)+
Ha eacción e/o#.mica A ( ; C se ealiBó adia!'#icamen#e se egis#aon los siguien#es da#os
Ha $elocidad de -lujo en#an#e mola de A -ue de 355 mol<minF a NKu. $ol>men de P*R CSTR 08ue #a!ajan indi$idualmen#e se
necesi#an &aa alcanBa un con$esión de 45 0 P*R  @F+ dm3, CSTR  +F4 dm3
! NEn 8ue in#e$alo de con$esiones seMan id.n#icos los $ol>menes de los eac#oes CSTR P*R
c NKu. con$esión m'/ima se &uede alcanBa en un CSTR de 15F dm 3 d Qa-i8ue la con$esión la $elocidad de eacción en -unción del $olumen
del eac#o P*R 9as#a un $olumen de 15 dm 3F +?
 X 5 5F+ 5F4 5F 5F6 5F 5F?
 
Pro(!ema 2),
Ha eacción no elemen#al, ie$esi!le, en -ase gaseosa A ; +( → C , se lle$a' a ca!o iso#.micamen#e en un eac#o &o lo#es a &esión cons#an#eF Ha alimen#ación es#' a una #em&ea#ua de ++@C, una &esión de 1513 Pa su com&osición es de 33F3 de A 66F6 de (F Se o!#u$ieon los siguien#es da#os de la!oa#oio en condiciones id.n#icas 0#enga &esen#e 8ue a L , 2A 5F55551
0a Es#ime el $olumen del eac#o de -lujo #a&ón 0P*R e8ueido &aa alcanBa una con$esión de 35 de A &aa una $elocidad de -lujo $olum.#ico en#an#e de + m 3<minF 0! Es#ime el $olumen de un CSTR e8ueido &aa eci!i el e-luen#e del P*R an#eio alcanBa una con$esión #o#al de 5 0con !ase en al es&ecie A alimen#ada al P*R 0c NKu. $olumen #o#al #ienen los dos eac#oes 0d N8ue $olumen #iene un solo P*R necesaio &aa alcanBa un con$esión de 65 Nde 5 0e NKu. $olumen #iene un solo CSTR necesaio &aa alcanBa una con$esión de 5 0- NKu. $olumen #endMa un segundo CSTR &aa ele$a la con$esión de 5 a 65 0con#inuación de 0! 0g Qa-i8ue la $elocidad de eacción la con$esión en -unción del $olumen de P*RF 09 AnalMce cM#icamen#e las es&ues#as a es#os &o!lemasF
35
3   5F515 5F55 5F55+ 5F551
L 5F5 5F+ 5F4 5F6
 
Pro(!ema 2)-2
Resuel$a analice en su 9oga es#e &o!lema de la &'gina 6F U#ilice la -ig P+21+F
31
Bi&li ' af(a
• )F Sco## *ogleF 7Elemen#os de ingenieMa de las eacciones KuMmicas:F Tecea edición, EdF Pen#ice )all,
USA, IS(= ?@52+6255@?25, +551F 
3+
UNIDAD I Tema 2: Conversión y Tamaño e! Rea"#or 
7)as las cosas &e8ue%as como si -uesen gandes,
des&u.s 9a's las cosas gandes como si -uesen &e8ue%as:
33