Alan Guzmn Castillo. 27/04/2015

Reporte. Practica: Reactor Continuo Tipo Tanque Agitacin y Arreglo de Reactores de Tanques Continuos

Introduccion.Una de las caractersticas principales del reactor continuo de tanque agitado radica en que si el mezclado es muy eficiente las propiedades de la mezcla reaccionante sern uniformes en todas las secciones del recipiente, tales como la concentracin y la temperatura. Le eficiencia en el mezclado indica si la composicin y temperatura en cualquier punto del volumen del reactor, son iguales a la composicin y temperatura de la corriente de salida.La reaccin propuesta es la saponificacin del acetato de etilo e hidrxido de sodio, la cual se muestra a continuacin:

Esta reaccin se puede considerar de primer orden con respecto al hidrxido de sodio y al acetato de etilo y de segundo orden con respecto a los dos reactivos en conjunto, dentro de los lmites de concentracin de 0 a 0.1 M y temperatura de 20 a 40 C. Las condiciones de estado estacionario varan dependiendo de la concentracin de los reactivos, flujos, volumen del reactor y temperatura de reaccin.

ProblemaEstablezca el arreglo de dos reactores de tanque agitado de diferente volumen y el flujo de alimentacin para producir 19 mg/min de acetato de sodio.

Hiptesis.Se espera que al finalizar la experimentacin, la conversin final obtenida en ambos arreglos de reactores sea la misma y sin embargo el mejor arreglo sea aquel en el cual se coloca primero el reactor ms grande y despus el reactor pequeo.

Resultados.Arreglo A. Arreglo B.

Cuestionario.1. Elabore una grfica concentracin del NaOH versus flujo, para cada arreglo (Figura 1 y 2) operando a estado estacionario. Se requiere de un mnimo de cuatro corridas experimentales en cada caso (grfica no. 1).2. Determine la conversin total a cada condicin de operacin establecida y para cada arreglo.Para el arreglo A (chico y grande) .Para el arreglo B (grande y chico) 3. Elabore una grfica conversin versus flujo volumtrico para cada arreglo. Explique el comportamiento obtenido. Se requiere de un mnimo de cuatro corridas experimentales en cada caso (grfica No.2).

Se logra observar que a menor flujo menor conversin, cuando R1 alcanza una conversin aprox. al 40% con R2 se alcanza casi 60%.4.- Elabore una grfica conversin versus tiempo de residencia para cada arreglo. Explique el comportamiento obtenido (grfica 3).

Se puede ver que a cuando el tiempo de residencia aumenta tambin lo hace la conversin.5. Evale la conversin en el primer reactor a cada condicin de operacin y en cada arreglo. Explique el comportamiento observado. el primer recuadro es para el arreglo A (chico y grande), el segundo recuadro muestra la conversin para el arreglo B(grande y chico) en el reactor 1 en ambos arreglos. Entonces a mayor tiempo de residencia la conversin aumenta en ambos casos y a mayor volumen en el reactor existe una mayor conversin, lo cual hace que el arreglo B sea mas eficiente que el primero en este caso. 6. Evale la conversin en el segundo reactor a cada condicin de operacin y en cada arreglo. Explique el comportamiento observado. De igual forma observamos primero la conversin en el arreglo A y luego en el B, siendo as que prcticamente se alcanza la misma la conversin a la salida de ambos reactores y tambin se observa que a mayor tiempo de residencia se obtiene una mayor conversin. 7. Elabore una grfica produccin del acetato de sodio (mg/min) versus flujo volumtrico para cada arreglo (grfica 4).

8. Cmo vara la produccin del acetato de sodio en funcin al flujo volumtrico, tiempo de residencia y en cada arreglo?Si se aumenta el flujo aumenta la produccin de acetato de socio.9. Indique a qu condiciones y en que arreglo se logra producir 19 mg/min de acetato de sodio.Para el arreglo A y B con un flujo aproximado de 45 mL/min se obtiene la produccin deseada de acetato de sodio.

10. Establezca el balance de materia para cada arreglo.Arreglo A:Arreglo B:11. Explique el comportamiento que presenta la rapidez de reaccin en cada arreglo y condicin de operacin.12. Con base a la grfica 5, obtenga el orden de reaccin, la constante de rapidez, y la expresin de rapidez para la reaccin de saponificacin de acetato de etilo.13.- Explique la razn por la cual las condiciones de operacin establecidas, permiti la produccin requerida.14.- Con los resultados obtenidos es posible obtener producciones mayores a 19 mg/min?. Justifique su respuesta.Es posible pues se oberva que la produccin puede ser mayor a la solicitada, esto gracias al flujo, y al volumen asi como al tiempo de residencia que se maneje en cada arreglo A o B.15. Evale el por ciento de error entre la produccin obtenida experimentalmente y la produccin obtenida tericamente para cada condicin de operacin y para cada arreglo y. Explique las diferencias observadas.El mejor arreglo fue el arreglo B con un porcentaje de error de apenas el 26%.Conclusiones.Resulta que despus de la experimentacin la hiptesis antes planteada es correcta pues el arreglo B (grande y chico) es mejor que el arreglo A esto gracias a que existe un mayor volumen en el R1 del arreglo B que en el R1 del arelo A.Tambin podemos concluir que a mayor tiempo de residencia la produccin de acetato de sodio disminuye pero al aumentar el flujo aumenta esta produccin.Bibliografa.1) Levenspiel, O. Ingeniera de las Reacciones Qumicas. Edit. Revert, Espaa, 1986 2) Smith, J.M. Ingeniera de la Cintica Qumica. Edit. CECSA. 1 ed. Mxico, 1992.