REACTORES: DEFINICIÓN Y FACTORES FACTORES Es un equipo en cuyo interior tiene lugar una reacción química, estando éste diseñado para maximizar la conversión y selectivi selectividad dad de la misma misma con el menor menor costo posible posible.. El reactor reactor químico es el corazón de la producción de todas las industrias químicas. Los factores a tener en cuenta serán los siguientes: Condiciones en las que la reacción es posible. (P, (P, T) En qué grado se produce la reacción. (Termodinámica) (Termodinámica) (Cinética) A qué velocidad. (Cinética) Qué fases se encuentran presentes en la reacción.
DISEÑO DE REACTORES. PARAMETROS Caudales.
Temperaturas. (necesaria para superar por ejemplo la energía de activación de reacción)
Presión de operación.
Las dimensiones del equipo.
Materiales de construcción.
Necesidad de calefacción, refrigeración, compresión, entre otros.
TIPOS DE REACTORES Reactor discontinuo. Reactor de lecho de carga móvil. Reactor continuo. Reactor de burbujas. Reactor semicontinuo. Reactor con combustible en suspensión. Reactor tubular. Reactor de mezcla perfecta. Tanque con agitación continua. Reactores de recirculación. Reactor de lecho fluidizado. Reactores de membrana. Reactor de lecho fijo. Fermentadores.
FALLAS EN REACTORES DESCABURACIÓN Acción de separar parcial o totalmente de los carburos de hierro el carbono que entre en su composición. Proceso que consiste en extraer el carbono de un compuesto metálico. En el caso del acero si entra en contacto con la atmósfera gaseosa y la concentración del gas carburante (CO ó CH 4) es inferior a la . concentración correspondiente al estado de equilibrio se produce la descarburación del mismo.
CORROSIÓN Es definida como el deterioro de un material metálico. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción química (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluido en contacto con el metal y las propiedades de los metales en cuestión
FALLAS EN REACTORES AMPOLLAMIENTO POR HIDRÓGENO Es causado por el hidrógeno atómico que difunde dentro del acero y es favorecido por las inclusiones no metálicas dentro del mismo. La presión de expansión de la acumulación de hidrógeno . gaseoso produce una separación en los componentes a través de la pared y se hace aparentemente como una ampolla en la superficie del metal. Las ampolladuras pueden variar en tamaño, desde pequeñas hasta grandes elevaciones en el metal. Incrementar el crecimiento de la ampolladura puede producir quebrantos en la superficie del metal, resultando un decrecimiento en la capacidad de retención de la presión en los equipos.
FALLAS EN REACTORES AGRIETAMIENTO POR CLORUROS Ocurre en aceros inoxidables expuestos a iones cloruros en medios acuosos. Sólo pequeñas cantidades de cloruro son requeridas en el rango de temperaturas entre 54ºC a 79ºC y pH bajos o presencia de oxígeno disuelto para que este tipo de agrietamiento ocurra. . de cloruro muy bajos pueden provocar agrietamientos, esto Niveles hace sospechar que el agrietamiento sea causado por el cloro en lugar de por el agua.
El agua o la humedad deben estar presentes para que el agrietamiento por cloruros se presente, observándose muy frecuentemente durante condiciones donde se alterna la humedad y el secado.
FALLAS EN REACTORES AGRIETAMIENTO POR SODA CAUSTICA (NAOH) Ocurre en aceros al carbono expuestos a la soda caustica, amina y soluciones carbonadas a temperaturas superiores a 66ºC, 24ºC y 38ºC respectivamente. Este tipo de agrietamiento presenta grietas intergranulares rellenas de óxido, ocasionando fracturas frágiles. La presencia de residuales es uno de los mayores factores en el . agrietamiento por soda caustica, por lo tanto los tratamientos post – soldaduras se utiliza para proveer resistencia al agrietamiento. Concentraciones de soda caustica de 50 ppm a 100 ppm son suficientes para causar este tipo de agrietamiento.
Las condiciones de humedad y secado alternas aceleran el agrietamiento por soda caustica, debido a que la misma se hace más concentrado.
FALLAS EN REACTORES DESGASTE POR EROSIÓN Se presenta en la superficie de los cuerpos, resultado del impacto de partículas sólidas, líquidas o gaseosas que los impactan. Estas partículas pueden actuar solas o de manera combinada. La erosión afecta muchos materiales de ingeniería, especialmente elementos que componen maquinaria usada en la industria minera y . en general toda pieza que sea impactada por cualquier tipo de partícula. Las partículas que causan el desgaste erosivo pueden estar en ambientes secos o húmedos pudiendo actuar en forma muy variadas. Cuando el medio de trabajo es húmedo (por ejemplo, un medio con agua y partículas de arena), la erosión y la corrosión son fenómenos que actúan provocando la degradación acelerada de los materiales.
FALLAS EN REACTORES CORROSIÓN-EROSIÓN La abrasión y el deterioro mecánico incrementan la acción corrosiva. Los daños son en forma de ranuras y huecos alargados, que normalmente se forman en la misma dirección del fluido. La corrosión –erosión ocurre cuando la película superficial protectora . es dañada o removida, debido a estar continuamente expuesta. Las aleaciones de aluminio, aceros al cromo y aceros inoxidables son especialmente susceptibles a erosión –corrosión porque ellos dependen de una película superficial resistente a la corrosión de los materiales.
MANTENIMIENTO EN REACTORES PASOS A SEGUIR Vaciado de depósitos como reactores, adsorbentes y bateas mediante aspirado del producto contenido con transportadores de aire. Tamizado de catalizadores, adsorbentes y otros productos de . filtrado, mediante tamices especiales. Almacenamiento provisional del producto en recipientes autorizados. Montaje y desmontaje de planchas de tamizado y de distribución. Operaciones de limpieza y mantenimiento de elementos. Llenado de reactores, adsorbentes y depósitos Empleo de transportadoras de aire móviles para el desempolvado.
MANTENIMIENTO EN REACTORES INSPECCIÓN EN ATMÓSFERA DE N2 El componente central del equipo de seguridad necesario es sistema de soporte vital LSS (Life Support System). Este sistema de protección respiratoria protege a los técnicos mientras trabajan en el reactor. Los componentes esenciales del sistema LSS son el casco “antipánico”, que, por motivos de seguridad, sólo puede ser abierto por terceros, un casco respiratorio protector con dos sistemas respiratorios independientes uno del otro. Un sistema de comunicación integral comunica al responsable del LSS, al jefe de equipo y al técnico del reactor. El sistema de documentación de la operación está compuesto por una cámara protegida contra explosiones y un equipo de grabación.
MANTENIMIENTO EN REACTORES TAMIZADO DEL VOLUMEN DE CATALIZADOR La separación del material catalizador, polvo y material cerámico adquiere una gran importancia para un nuevo uso en el reactor. En las instalaciones se utilizan diferentes máquinas de tamizado, con las que es posible tamizar todo tipo de catalizadores de cualquier tamaño.
MANTENIMIENTO EN REACTORES DESCARGA DEL VOLUMEN DE CATALIZADOR AGOTADO Primero, se retira el volumen de catalizador agotado de los reactores. Según el tipo de reactor, el material se puede evacuar mediante unos dispositivos de descarga existentes en el reactor. Otra posibilidad consiste en aspirar cuidadosamente la masa gastada del catalizador a través del cabezal del reactor con dispositivos de aspiración de alto rendimiento, dotados de refrigeración y recirculación N2.
MANTENIMIENTO EN REACTORES REGENERACIÓN DEL CATALIZADOR Comprende: La toma de muestras necesaria del material, el transporte logístico según las disposiciones legales, así como las formalidades autorizadas. Para un nuevo uso en el reactor, las cantidades de catalizador se regeneran externamente. Para ello, se queman y se tamizan el coque y los hidrocarburos del material.
MANTENIMIENTO EN REACTORES ENSAYOS METALOGRÁFICOS Mediante extracción de réplicas y sobre una muestra de material, se realiza la observación visual, medición de espesores, medición de dureza, partículas magnetizables, tintas penetrantes y ultrasonido, a fin de determinar el estado de los componentes.
En base a ello se recomiendan las acciones correctivas a seguir y las futuras frecuencias de las inspecciones.
MANTENIMIENTO EN REACTORES TRABAJOS MECÁNICOS Todo equipo operacional cuenta con especialistas para llevar a cabo los trabajos mecánicos. Éstos se encargan de solucionar los trabajos de montaje, incluidos los de soldadura, por ejemplo en reformadores, diversos reactores de lecho estable y elementos de los reactores, entre otros.
MANTENIMIENTO EN REACTORES REFRACTARIOS El mantenimiento de los equipos pirometalúrgicos se realiza en base principalmente al desgaste de su revestimiento refractario. Existen mantenciones totales, donde se reemplaza todo el refractario, mantenciones parciales, donde se reemplaza el refractario sólo en las zonas donde existe desgaste crítico, y transplantes, donde se reemplaza el refractario en la zona de toberas. Se debe comprobar periódicamente que el suministro de agua a la media caña de los reactores y el agua contra incendios sean los correctos.
MANTENIMIENTO EN REACTORES
NEUTRALIZACIÓN Los reactores fabricados con una aleación de acero especial, se neutralizan, después de vaciar el catalizador y desmontar las partes del suelo, mediante un cabezal de lavado y añadiendo carbonato sódico para proteger de la corrosión los elementos del reactor.
TIPOS DE CORROSIÓN
.
Corrosión uniforme
TIPOS DE CORROSIÓN
.
Corrosión por hendidura
TIPOS DE CORROSIÓN
.
Corrosión por picadura
TIPOS DE CORROSIÓN
.
Corrosión intergranular .
