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REACTO
RESCATAL
ITICOSDEL
ECHOFIJO
REACTO
RESCATAL
ITICOSDEL
ECHOFIJO
-El
descubrimiento
ydesarrollode
catalizadoresslidosfueunpu
nto
deq
uiebreparalain
dustriaqumica
aprincipiosdel
sigloXX.
-Produjouncrecim
ientoespectacularenlesentidoqueaparecie
ron
nuevosprocesosyserejuveneciero
notros.
-La
mayorparte
delos
proceso
scatalticos
se
lleva
a
cabo
en
reac
toresdelechofijo.
Uso
dereactoresde
lechofijo:
Son
usadosen:
Industriaqu
micabsica:
Ref
ormado
Sn
tesis:amonaco,cidosulfrico,metanol.
ConversindeCO
IndustriaPe
troqumica:
Sn
tesis:xidoetile
no,dicloroetilen
o,butadieno,
anhdridom
aleico,anhdrid
oftlico,
ciclohexan
o,estireno.
Refineriasd
epetrleo:
Ref
ormadocataltic
o
Isomerizacin
Pol
imerizacin
Hid
ro-craqueo
Avan
cesesperables
enestosprxim
osaos
-Desa
rrollodenuevo
scatalizadores
omodificacin
delosexisten
tes
(establesyactivosen
mejorescondic
ionesdeoperac
in).
-Avan
ce
en
datos
fundamentales
(datos
termodinmicos,
de
transferenciadecalor,datoscinticos).
-Uso
demodelosdereactorcomo
baseparaeldiseoasociadoala
crecientecapacidadd
eclculodelas
computadoras.
A
lo
largodelosaoshacrecido
lacapacidadd
eprocesamient
ode
estosreactores(so
bretodo
en
la
sntesisdeam
onaco
yanhdrido
ftlic
o.
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TIPOSDEREACTORESDELECHOFIJO
TIPOSDEREACTORESDELECHOFIJO
MODELAD
ODEREAC
TORESDELECHOFIJO
MODELAD
ODEREAC
TORESDEL
ECHOFIJO
-Exis
tennumerosos
modelosdereactor,desdelosm
ssimplesalo
sms
comp
licados.La
pre
gunta
es:Hastadonde
es
necesario
complicarel
mode
lo?
-Eng
eneral,elmodeladosehacesiguiendovariosca
minosdistintos.
Ques
ofisticacinnec
esitanuestroan
lisis?Quevam
osaanalizar??
-An
lisisdelproceso:esquemade
reaccinysus
ensibilidadfren
teala
perturbacinenlascondicionesdeoperacin.Estudiodelosparmetros
cinticosydetransporte.
-Elg
radodedetalle
delanlisis(o
elmodelo)dependedelaescala(o
aume
nto)conelqueveamos:
Micro-escala:
A
nivelsitiosdelcatalizador=>aspectoscintico
s
A
nivelpartculadecatalizador=>
diferenciasdeCyT
dentroyfuera
Macro-escala:A
nivelreactor=>
flujo,dispersin
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CLA
SIFICACIND
EMODELOSDEREACTORE
SDELECHOF
IJO
CLA
SIFICACIND
EMODELOSD
EREACTORE
SDELECHOF
IJO
+
mezcladoradial
+mezclad
oradial
2-D
+grad
iantesextrapartcula
+grad
ientesintrapartcula
modeloid
ealobsico
+mezclad
oaxial
1-D
MODE
LOHETEROGE
NEO
MODELO
SEUDO-HOMOG
ENEO
Modelos
seudo-homogn
eos:
Estudian
ellechocomounafasehomog
nea:
notiene
encuentaexplc
itamentelapresencia
delcata
lizador(siloh
aceimplcitamen
tea
travsdecorrelaciones)
Modelo
sHeterogneos
:
Estudiaellechodivididoe
ndosfases:fluid
o+
catalizad
or.Losbalances
paraambasfase
sson
plantead
osseparadamen
te
1-D:flujo
enladireccina
xial,comounflujopistn(casoide
al)
+mezcladoaxial:alflujopistnse
lesuperponeun
fenmenodedispersin.
2-D:silo
sgradientesradialessetienenen
cuenta,elmodelosetransformaen2-D
Enelsistemaheterogneo,siguesiendounflujopistn,loquecambiaesel
tratamientoporseparado
delasdosfases.
M
ODELOS
EUDO
M
ODELOS
EUDO--HOMOGENEO
1DBSIC
O
HOMOGENEO
1DBSIC
O
En
elmodelobsico:
Sesuponeque
loscambiosde
CyTsoloocurrenenladirecc
in
a
xial.
Soloelmecanismodetranspor
te,ensmismoesunflujopistn.
Alconsiderartodoellechocomoseudo-hom
ogneo,setrab
aja
c
onunanicafase:ellecho.
Los
balances
seplantean
en
geometra
cilndrica
porserla
c
omnmenteutil
izada.
Laoperacin
deestosreacto
restubularese
scontinua,porlo
tantosesuponequelleganaunE.E.
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Cond
icindeContorno:
0t
t
0
0A
A
P
P;
T
T;
C
C;0
z
=
=
=
=
Ecua
cionesdelmodelo:
uS=Velocidadsuperficial=>uS=gv
g
Tw=Tem
peraturadelapa
redinterna
Pt=Pres
inTotal B
A
A
s
r
dzdC
u
=
(
)
(
)
r
t
B
A
P
g
s
T
T
d U4
rH
dz dT
C
u
=
P2S
G
t
dg
u
f
dzdP
=
CO
RRELACION
ES
CO
RRELACION
ES
U=CoeficienteGlob
aldetransfere
nciadeCalor
KsmKJ
2
U b
U
m b
i
A A1
A Ad
1
U 1
+
+
=
Donde:
i=Coeficiente
detransferencia
decalordellado
dellecho
U=Coeficientedetransferencia
decalordellado
deafuera
=Conductivid
adtrmicadelapared
d=espesorde
lapared
Ab=superficiedeintercambiode
calordelladode
llecho
Au=superficiedeintercambiode
calordelladode
afuera
Am=superficie
medialogartmica
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i=Coeficientedetr
ansferenciade
calordellado
dellecho
Ks
mKJ
2
CorrelacionesdeLev
a(1948):
=
=
t p
9.0
p
gt
i
d d6
exp
Gd
813
.0
d
Nu
=
=
t p
7.0
p
gt
i
d d6.4
exp
Gd
5
0
.3
d
Nu
paracalentamiento
para
enfriamiento
CorrelacionesdeWaschyFroment(1972):
+
=
=
Gd
C
033.0d
d
Nu
p
g P
g
t
0i
gt
i
(30
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