LABORATORIO DE REACTORES QUÍMICOS
PRACTICA N º6 FUNCIONAMIENTO DE UN FUNCIONAMIENTO REACTOR TUBULAR EN ESTADO ESTACIONARIO
Docente: Ing. Javier Bernardo López A. Estudiantes: Luizaga Ticona Celene Arlin Orellana Carvajal Alejandra Orihuela Mamani Jhoselin Gariela !alazar "adilla Ivana Guadalupe #elarde Arnez Lisania
Materia: Laora$orio de %eac$ores Fecha: &' de (erero del ')&* Gruo: Mi+rcoles ,-
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!RACTICA " FU#CIO#AMIE#TO FU#CIO#AMI E#TO DE U# REACTOR TUBULAR E# ESTADO ESTACIO#ARIO 1
Introducción
El reactor continuo tubular se considera como sistema ideal cuando las sustancias que circulan por su interior se comportan según un esquema de flujo pistón (PFA, Plung Flow Assumption), el grado de conversión se regula por la longitud del reactor o por la velocidad de carg carga a El react reactor or tubul tubular ar de fluj flujo o se cara caract cter eri! i!aa por prese present ntar ar
grad gradie ient ntes es de
concentración en la dirección del flujo
2
Objetivo
Al final de la pr"ctica el estudiante ser" capa ! de#
$eali!ar un an"lisis comparativo del grado de conversión e%perimental frente a la modelación matem"tica matem"tica de un reactor tubular tubular
&omparar el grado de conversión conversión de reactor me!cla completa ' tubular de igual volumen, operado en las mismas condiciones
!
M"rco Teórico
En un reactor de flujo flujo pistón la composición del fluido fluido vara con la coordenada o posición posición en la dirección del flujo en consecuencia, el balance de materia materia para un componente de la reacción a de referirse a un elemento diferencial de volumen d* d* As, para el reactante A tendremos (en estado estacionario la acumulación es +)
entr"d" # "$id" % de"&"rición &or re"cción % "cu'u$"ción
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ntroduciendo a la ecuación (-) F A
( F A dF A ) ( r A )dV
.eniendo en cuenta que dF A
d 0 F A, o (- X A )/
F A, o dX A
Por sustitución resulta# F A, o dX A
( r A ) dV
(1)
Por consigu consiguien iente, te, esta es la ecuación ecuación referi referida da a A para el volumen d* en la sección diferencial del reactor para todo el reactor es necesario integrar esta e%presión Agrupando convenientemente los t2rminos t2rminos de la ecuación (1), teniendo teniendo en cuenta que el caudal molar de la alimentación F Ao , , es constante, mientras que 3 r A depende de las concentraciones de las sustancias o de la conversión, tenemos# V
dV
F
o
XA
+
A, o
dX A
r A
E%presando en t2rminos de tiempo de residencia
V F A,o
C A, o
XA
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+
dX A
r A
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* +"r "rte te E, E,&e &erri'en ent" t"$$ 4.1
E-ui&o . '"teri"$ " uti$i/"r
4n reactor tubular
4n sistema de alimentación
4n equipo para titular
4n cronómetro
4n vaso de -++ m5
4na balan!a analtica de 67 ++-
8a9: (&omercial)
Acetato de Etilo PA
Agua destilada
Probetas ;ml ' -; ml
4.2
De"rro$$o de $" &r0ctic"
5a determinación del flujo flujo de alimentación ' la preparación de los reactivos se proceder" de la misma manera que en la pr"ctica < Funcionamiento del reactor
4na ve! preparadas las soluciones de acetato de etilo, =idró%ido de sodio cargar a
cada tanque de alimentación
5lenar el reactor con - litro de agua destilada, unir r"pidamente a la entrada de alimentación ( evitar la e%istencia de burbujas dentro del reactor tubular)
Abrir las v"lvulas principales de los alimentadores, inmediatamente poner en marc=a el cronómetro
Determinación del grado de conversión de la reacción
>e armar" un sistema de titulación
Preparar 1; ml de una solución +,+- ? de :&l ' cargar a la bureta
.omar a los - minutos < ml de alicota en la salida salida del reactor
&olocar 1 gotas de indicador fenoftaleina, anotar el volumen gastado de :&l
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$epetir esta operación =asta que no e%ista un cambio significativo del volumen del "cido clor=drico
*21 *2 1 Di" Di"r" r"'" '" E,& E,&eri eri'en 'ent"$ t"$
3
C0$c C0 $cu$ u$o o . Re Reu u$t $t" "do do
Cl / )0)& M C1O'2 / )0& M
3L
4aO / )0& M
3L
Al5cuo$a Al5cuo$a / *ml #reac$or / &L / 163.)1 seg
τ
7lujo del $an8ue A 7lujo del $an8ue B
A /
&.))6 ml9s
B /).6662
ml9s
Flujo de salida@ 1+1 mls
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T"b$" de Re&orte de reu$t"do de$ Re"ctor Tubu$"r Tie'&o 4'in5
1 B C ; 1 <+ +1 D--++1 --; -1 -BB -C1 -;+1 -< - - -D+B -D; 1-+11+B 1B+B 1C Tie'&o 4'in5 1;+B 1< 1 1+B 1D+ B++B B-+1
6o$u'en de $" "$icot" 4'$5
< < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 6o$u'en de $" "$icot" 4'$
< < < < < < <
6o$u'en de 7C$ 4'$5 881 M + + + + + 1 - < -<C -DD 11 1C 1B 1 11; 11 1B 1B1 1BC 1CB 1C11D 11; 11B 1- 7C$ 4'$5 81 M B 1 1 1 C 1 B 1 ;
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Concentr"ción de$ N"O7 4'o$L915 + + + + ++++B +++- ++-1 ++1B ++BB1 ++B< ++C++ ++BD ++C
Converion
+ + + + +DD +D1 +B +1 +<< +
++;++ ++C< ++C< ++C++ ++BBB ++;++ ++C-
+ ; +;1B +;1B + < +<< + ; +;B
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Conversión experimental
5a reacción es equimolar la &A @ &G ,siendo la concentración concentración &G =idró%ido de sodio C &a'%
X A
V titu$ado
H C %C$
V a$i cot a
-
C A C A,o
&onversión teórica I@D;, 5mol7-min7 X A
H ( H C A, o
H ( H C A, o -
T"b$" de 6"ri"ción 6"ri"ción de$ :r"do de Converión Teóric" Teóric" . E,&eri'ent"$
Jrad Jrado o de de conv conver ersi sión ón e%per e%perim iment ental al
Jrado Jrado de conve convers rsió ión n teó teóri rica ca K Life Lifere renc ncia ia
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D; K
C+C1K
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Obe Ob erv rv"c "cio ione ne . Co Conc nc$u $ui ion one e
$
La comparación de los valores prac$ico : $eóricos se pueden apreciar 8ue los resul$a resul$ados dos o$enid o$enidos os no son cercanos0 cercanos0 el ; de di(erenc di(erencia ia llega a 1).1' ; .
la conversión $eórica es ma:or a la conversión e
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