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Practica de Reactor CSTR
Practica de Reactor CSTR
Practica de Reactor CSTR
El reactor de tanque agitado continuo (CSTR) consta de un tanque con una agitacin casi
perfecta, en el que hay un flujo continuo y desde el cual sale continuamente el material que ha
reaccionado -material producido-. La condicin de agitacin puede alcanzarse en su totalidad
cuando la fase lquida no es demasiado viscosa.
Al lograr una buena agitacin en el interior del tanque se produce una buena mezcla de los
materiales, con el fin de asegurar que todo el volumen del recipiente se utilice para llevar cabo la
reaccin, y que no existan o queden espacios muertos. Se puede considerar que la mezcla es
buena o casi perfecta, si el tiempo de circulacin de un elemento reactante dentro del tanque es
alrededor de una centsima del tiempo promedio que le toma al mismo elemento para entrar y
salir del reactor.
En el CSTR, ocurre una reaccin exotrmica y para remover el calor de la reaccin, el reactor es
rodeado por una cmara -camisa de refrigeracin- a travs del cual fluye un lquido refrigerante.
Para efectos de estudio, se han hecho suposiciones como: las prdidas de calor circundantes
son despreciables, las propiedades termodinmicas, densidades, y las capacidades calorficas
de los reactantes y los productos son ambos iguales y constantes.
Reactor contino de tanque agitado
Aplicaciones: Reacciones muy sensibles a la temperatura -procesos de nitracin de compuestos
aromticos-, reacciones lentas que precisan elevados tiempos de permanencia, reacciones en
fase lquida o con slidos en suspensin Co polimerizacin de butadieno y estireno.
Ventajas: Operacin en estado estacionario (control de la operacin ms sencillo), mayor
uniformidad de los productos de reaccin, elevadas capacidades de tratamiento. Si la reaccin
es completa y nica, no se precisan etapas de separacin.
El reactor semi continuo es probablemente el tipo de reactor ms frecuente en la industria
qumica, especialmente en la de qumica fina, en los laboratorios de qumica orgnica y en los
procesos biotecnolgicos. Dado que:
Permiten controlar las concentraciones y con ello mejorar la selectividad del sistema de
reacciones
El control de la temperatura, en reacciones exotrmicas
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Desventajas: la produccin se ve limitada por la naturaleza cclica, el coste de operacin puede
ser elevado y el diseo & el anlisis de operacin es complicado por ser estado no estacionario
un dispositivo requiere un sistema de tuberas y de vlvulas complejo.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
Reactivos
200 g MgO
CH3COOH
fenolftalena
NaOH
Materiales
Reactor de tanque agitado
Matraz
Bureta
Probeta
Soporte universal
Balanza analtica
Cronmetro
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PROCEDIMIENTO.
En el tanque A
(figura1) se coloc una
En el tanque B Se abrio la vlvula de
(figura1) se coloc 200 vapor de agua (la
solucin --mL de
g de MgO en -- L de presin se mantuvo en
CH3COOH en -- L de
H20 ----)
H20
Se control el flujo
volumtrico de las
Se buscaron las
Posteriormente se soluciones A y B,
condiciones para
abrieron las vlvulas verificando que los
trabajar el reactor en
de los tanques A y B dos rotmetro
estado estable.
tuvieran el mismo flujo
volumtrico.
La modificacin de los
Se abrio la vlvula C flujos A, B y C se
Se tomaron muestras
(figura 1) realizaron en todo el
de la corriente C
intervalo de tiempo
[Este flujo es la suma aproximadamente
para mantener las
de los flujos A y B] cada 5 minutos
condiciones de estado
estable
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RESULTADOS.
Tabla 1. Resultados
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C A0 X A V
= =
r A Vi
CUESTIONARIO.
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Acetato de etilo
Nitro benceno
Fenol
Aldehdos
Vlvulas para regular los flujos, rotmetros, aspas de agitacin, tanques de productos y
reactivos, chaqueta de enfriamiento/calentamiento segn la reaccin, si se desea
automatizar el proceso, se requiere un actuador, transmisor, y controlador.
6. Diga por qu la concentracin dentro del reactor es igual a la salida del reactor?
Porque tiene una agitacin eficiente
7. Cmo es habitualmente 0 en el reactor de tanque agitado que opera con lquidos como
el agua?
Es cero
8. Cmo debe de ser la transferencia de calor en un reactor de tanque agitado para poder
controlar la temperatura de una reaccin endotrmica?
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Debe tener un sistema de intercambio de calor como por ejemplo un enchaquetado, un
serpentn interno, condensador externo con reflujo
CONCLUCIONES.
En esta prctica se conoci la operacin de un reactor de tanque agitado, en el cual
se introdujeron los reactivos por dos alimentaciones y en un lapso de tiempo, se
llev a cabo la reaccin para obtener en una salida, el producto final; as mismo se
logr obtener el valor de rA de una reaccin a diferentes regmenes de flujo en un
reactor CSTR. Para la maniobra del reactor se esper un tiempo para que operara de
forma estacionaria y con ello el volumen del reactor se mantuviera constante,
manipulando los flujos de salida y entrada. As mismo es importante el agitado
constante dentro del reactor, para mantener la uniformidad de la reaccin dentro del
reactor, de lo contrario se obtendrn errores en los clculos.
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En esta prctica se pudo tener en funcionamiento un reactor de tanque agitado en el cual
pudimos manejar variables como la temperatura y los flujos a la entrada para que as tuviramos
una mayor conversin de los productos a reactivos y as mismo poder determinar la velocidad de
la reaccin a la salida del reactor ya que es una de la ventaja que ofrece el que sea este tipo de
reactor.
Al realizar la experimentacin aprendimos a utilizar un reactor de tanque agitado, as como de
conocer los instrumentos que se requieren para mantener las condiciones de operacin de dicho
reactor, esto es importante debido a que al controlar las condiciones de temperatura, presin y
flujos de entrada podemos modificar las concentraciones de salida y as tener un mejor control
sobre la conversin. Con base a los resultados obtenidos observamos que a mayor flujo de
entrada la conversin es ms grande, en caso contrario a mayores flujos la conversin se vuelve
ms pequea. Por lo anterior se puede inferir la importancia que tiene tener un control sobre la
variable de velocidad de flujo de entrada.
BIBLIOGRAFIA.
Christie John Geankoplis. Procesos de transporte y principios de procesos de separacin, ed.
Cuarta Mxico 2006
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