reafijo2 uru

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  • 7/25/2019 Reafijo2 Uru

    1/44

    REACTO

    RESCATAL

    ITICOSDEL

    ECHOFIJO

    REACTO

    RESCATAL

    ITICOSDEL

    ECHOFIJO

    -El

    descubrimiento

    ydesarrollode

    catalizadoresslidosfueunpu

    nto

    deq

    uiebreparalain

    dustriaqumica

    aprincipiosdel

    sigloXX.

    -Produjouncrecim

    ientoespectacularenlesentidoqueaparecie

    ron

    nuevosprocesosyserejuveneciero

    notros.

    -La

    mayorparte

    delos

    proceso

    scatalticos

    se

    lleva

    a

    cabo

    en

    reac

    toresdelechofijo.

    Uso

    dereactoresde

    lechofijo:

    Son

    usadosen:

    Industriaqu

    micabsica:

    Ref

    ormado

    Sn

    tesis:amonaco,cidosulfrico,metanol.

    ConversindeCO

    IndustriaPe

    troqumica:

    Sn

    tesis:xidoetile

    no,dicloroetilen

    o,butadieno,

    anhdridom

    aleico,anhdrid

    oftlico,

    ciclohexan

    o,estireno.

    Refineriasd

    epetrleo:

    Ref

    ormadocataltic

    o

    Isomerizacin

    Pol

    imerizacin

    Hid

    ro-craqueo

    Avan

    cesesperables

    enestosprxim

    osaos

    -Desa

    rrollodenuevo

    scatalizadores

    omodificacin

    delosexisten

    tes

    (establesyactivosen

    mejorescondic

    ionesdeoperac

    in).

    -Avan

    ce

    en

    datos

    fundamentales

    (datos

    termodinmicos,

    de

    transferenciadecalor,datoscinticos).

    -Uso

    demodelosdereactorcomo

    baseparaeldiseoasociadoala

    crecientecapacidadd

    eclculodelas

    computadoras.

    A

    lo

    largodelosaoshacrecido

    lacapacidadd

    eprocesamient

    ode

    estosreactores(so

    bretodo

    en

    la

    sntesisdeam

    onaco

    yanhdrido

    ftlic

    o.

  • 7/25/2019 Reafijo2 Uru

    2/44

    TIPOSDEREACTORESDELECHOFIJO

    TIPOSDEREACTORESDELECHOFIJO

    MODELAD

    ODEREAC

    TORESDELECHOFIJO

    MODELAD

    ODEREAC

    TORESDEL

    ECHOFIJO

    -Exis

    tennumerosos

    modelosdereactor,desdelosm

    ssimplesalo

    sms

    comp

    licados.La

    pre

    gunta

    es:Hastadonde

    es

    necesario

    complicarel

    mode

    lo?

    -Eng

    eneral,elmodeladosehacesiguiendovariosca

    minosdistintos.

    Ques

    ofisticacinnec

    esitanuestroan

    lisis?Quevam

    osaanalizar??

    -An

    lisisdelproceso:esquemade

    reaccinysus

    ensibilidadfren

    teala

    perturbacinenlascondicionesdeoperacin.Estudiodelosparmetros

    cinticosydetransporte.

    -Elg

    radodedetalle

    delanlisis(o

    elmodelo)dependedelaescala(o

    aume

    nto)conelqueveamos:

    Micro-escala:

    A

    nivelsitiosdelcatalizador=>aspectoscintico

    s

    A

    nivelpartculadecatalizador=>

    diferenciasdeCyT

    dentroyfuera

    Macro-escala:A

    nivelreactor=>

    flujo,dispersin

  • 7/25/2019 Reafijo2 Uru

    3/44

    CLA

    SIFICACIND

    EMODELOSDEREACTORE

    SDELECHOF

    IJO

    CLA

    SIFICACIND

    EMODELOSD

    EREACTORE

    SDELECHOF

    IJO

    +

    mezcladoradial

    +mezclad

    oradial

    2-D

    +grad

    iantesextrapartcula

    +grad

    ientesintrapartcula

    modeloid

    ealobsico

    +mezclad

    oaxial

    1-D

    MODE

    LOHETEROGE

    NEO

    MODELO

    SEUDO-HOMOG

    ENEO

    Modelos

    seudo-homogn

    eos:

    Estudian

    ellechocomounafasehomog

    nea:

    notiene

    encuentaexplc

    itamentelapresencia

    delcata

    lizador(siloh

    aceimplcitamen

    tea

    travsdecorrelaciones)

    Modelo

    sHeterogneos

    :

    Estudiaellechodivididoe

    ndosfases:fluid

    o+

    catalizad

    or.Losbalances

    paraambasfase

    sson

    plantead

    osseparadamen

    te

    1-D:flujo

    enladireccina

    xial,comounflujopistn(casoide

    al)

    +mezcladoaxial:alflujopistnse

    lesuperponeun

    fenmenodedispersin.

    2-D:silo

    sgradientesradialessetienenen

    cuenta,elmodelosetransformaen2-D

    Enelsistemaheterogneo,siguesiendounflujopistn,loquecambiaesel

    tratamientoporseparado

    delasdosfases.

    M

    ODELOS

    EUDO

    M

    ODELOS

    EUDO--HOMOGENEO

    1DBSIC

    O

    HOMOGENEO

    1DBSIC

    O

    En

    elmodelobsico:

    Sesuponeque

    loscambiosde

    CyTsoloocurrenenladirecc

    in

    a

    xial.

    Soloelmecanismodetranspor

    te,ensmismoesunflujopistn.

    Alconsiderartodoellechocomoseudo-hom

    ogneo,setrab

    aja

    c

    onunanicafase:ellecho.

    Los

    balances

    seplantean

    en

    geometra

    cilndrica

    porserla

    c

    omnmenteutil

    izada.

    Laoperacin

    deestosreacto

    restubularese

    scontinua,porlo

    tantosesuponequelleganaunE.E.

  • 7/25/2019 Reafijo2 Uru

    4/44

    Cond

    icindeContorno:

    0t

    t

    0

    0A

    A

    P

    P;

    T

    T;

    C

    C;0

    z

    =

    =

    =

    =

    Ecua

    cionesdelmodelo:

    uS=Velocidadsuperficial=>uS=gv

    g

    Tw=Tem

    peraturadelapa

    redinterna

    Pt=Pres

    inTotal B

    A

    A

    s

    r

    dzdC

    u

    =

    (

    )

    (

    )

    r

    t

    B

    A

    P

    g

    s

    T

    T

    d U4

    rH

    dz dT

    C

    u

    =

    P2S

    G

    t

    dg

    u

    f

    dzdP

    =

    CO

    RRELACION

    ES

    CO

    RRELACION

    ES

    U=CoeficienteGlob

    aldetransfere

    nciadeCalor

    KsmKJ

    2

    U b

    U

    m b

    i

    A A1

    A Ad

    1

    U 1

    +

    +

    =

    Donde:

    i=Coeficiente

    detransferencia

    decalordellado

    dellecho

    U=Coeficientedetransferencia

    decalordellado

    deafuera

    =Conductivid

    adtrmicadelapared

    d=espesorde

    lapared

    Ab=superficiedeintercambiode

    calordelladode

    llecho

    Au=superficiedeintercambiode

    calordelladode

    afuera

    Am=superficie

    medialogartmica

  • 7/25/2019 Reafijo2 Uru

    5/44

    i=Coeficientedetr

    ansferenciade

    calordellado

    dellecho

    Ks

    mKJ

    2

    CorrelacionesdeLev

    a(1948):

    =

    =

    t p

    9.0

    p

    gt

    i

    d d6

    exp

    Gd

    813

    .0

    d

    Nu

    =

    =

    t p

    7.0

    p

    gt

    i

    d d6.4

    exp

    Gd

    5

    0

    .3

    d

    Nu

    paracalentamiento

    para

    enfriamiento

    CorrelacionesdeWaschyFroment(1972):

    +

    =

    =

    Gd

    C

    033.0d

    d

    Nu

    p

    g P

    g

    t

    0i

    gt

    i

    (30