REACTORES QUÍMICOS

 

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SISTEMA DE EVALUACIÓN

 

PROGRAMA  DE TEORÍA

INTRODUCCIÓN

     Tipos de reactores químicos. Reactores homogéneos.  Reactores ideales. Reactores heterogéneos: fluido-fluido y fluido-sólido. Reactores polifásicos. Desarrollo de modelos de reactores.

I REACTORES QUÍMICOS HOMOGÉNEOS

     Reactores ideales isotermos: discontinuos, continuos y semicontinuos. Operación adiabática de los reactores ideales. Funcionamiento general de los reactores ideales. Intercambio de calor. Distribución de productos.

     Estabilidad de los reactores ideales continuos. Multiplicidad de estados estacionarios. Estabilidad frente a pequeñas perturbaciones. Técnicas del plano de fases. Puesta en marcha de los reactores continuos. Control de reactores ideales.

     Flujo real en sistemas homogéneos. Funciones de distribución de edades. Mezcla de fluidos: grado de segregación y tiempo de mezcla. Modelos para el flujo real de fluidos.

II REACTORES FLUIDO-SÓLIDO

     Reactores con catalizadores sólidos.

     Reactores de lecho fijo. Caída de presión. Transferencia de materia y transmisión de calor fluido-sólido. Transmisión de calor a través de las paredes. Propiedades de transporte efectivas. Reactores multitubulares y multilechos.

     Modelos seudohomogéneos y heterogéneos. Modelos unidimensionales y bidimensionales. Aparición de puntos calientes: estabilidad térmica. Funcionamiento no estacionario.

     Reactores de lecho fluidizado. Caída de presión. Intervalo de existencia del estado fluidizado. Tipos de fluidización. Fenómenos de transporte en el lecho fluidizado. Transmisión de calor a través de las paredes. Grado de mezcla de ambas fases. Elutriación. Operación continua con respecto al sólido.

     Modelos de reactores de lecho fluidizado. Desactivación rápida: análisis de un sistema reactor-regenerador.

     Reactores con reactivos sólidos.

     Reactores continuos. Grado de mezcla de ambas fases. Reactor de lecho fluidizado con arrastre de finos. Cambio en el tamaño de las partículas sólidas con la conversión. Cambio en la composición de la mezcla fluida. Reactor de lecho fijo en funcionamiento no estacionario.

 

III REACTORES FLUIDO-FLUIDO

     Tipos de contactores gas-líquido. Grado de mezcla de ambas fases: modelos simplificados. 

     Columnas de relleno. Tipos de circulación de ambas fases. Regímenes de flujo. Caída de presión. Áreas interfaciales y retención de líquido. Modelos utilizados. Utilización de columnas de pisos.

     Tanques de burbujeo. Agitación mecánica. ;rea interfacial. Retención del gas y grado de mezcla de la fase gaseosa. Funcionamiento discontinuo con respecto de la fase líquida.

     Reactores líquido-líquido. Variables que influyen en el tamaño de las gotas de la fase dispersa. Rotura y coalescencia de gotas. Transferencia de materia entre ambas fases. Sistemas con reacciones múltiples.

 

 

PROGRAMA DE PRÁCTICAS

El Programa desarrollado anteriormente incluye las prácticas. En general, durante las clases teórico-prácticas se dedicaran tres horas/semana a la introducción de conceptos y dos horas/semana a su aplicación con ejercicios numéricos. 

 

 

BIBLIOGRAFÍA

1.-     FROMENT, G.F. y BISCHOFF, K.B.: CHEMICAL REACTOR ANALYSIS AND DESIGN, John Wiley (1979) ISBN 0-471-02447-3. Biblioteca de la Facultad de Ciencias: FCI/66 FRO

2.-     SMITH, J.M.: CHEMICAL ENGINEERING KINETICS, 30 Edici\n, McGraw-Hill (1981) ISBN 0-07-058710-8.

3.-     LEVENSPIEL, O.: EL OMNILIBRO DE LOS REACTORES QUIMICOS REVERTE (1986), TRADUCCION DE J. COSTA LOPEZ y L. PUIGJANER CORBELLA. Biblioteca de la Facultad de Ciencias: FCI/66 LEV

4.-     SCOTT FOGLER, H.: ELEMENTS OF CHEMICAL REACTION ENGINEERING, Prentice-Hall (1992) 20 ed.

5.-     RASE, H.F.: CHEMICAL REACTOR DESIGN FOR PROCESS PLANTS. VOL. 1: PRINCIPLES & TECHNIQUES, Wiley-Interscience (1977) ISBN 0-471-01891-0.

6.-     THOENES, D.: CHEMICAL REACTOR DEVELOPMENT from Laboratory Synthesis to Industrial Production, Kluwer Academic Publishers (1994). 

7.-     PERRY, R.H. y GREEN, D.: PERRY'S CHEMICAL ENGINEERS'HANDBOOK, 60 Edici\n, McGraw-Hill (1984), Sección 4, ISBN 0-07-049479-7. Biblioteca de la Facultad de Ciencias: FCI/66 PER

 

SISTEMA DE EVALUACIÓN

     Al final del cuatrimestre se realizará un examen final sobre la materia impartida que junto con los trabajos realizados en clase determinarán la calificación de los alumnos. Una vez publicadas estas calificaciones se realizará una repetición de este examen final para los alumnos que no hayan aprobado \ que deseen mejorar la calificación obtenida. Se realizará también un examen final en el mes septiembre.