DISTRIBUCIÓN DE TIEMPOS DE RESIDENCIA (DTR) EN REACTORES QUÍMICOS.

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1 DISTRIBUCIÓN DE TIEMPOS DE RESIDENCIA (DTR) EN REACTORES QUÍMICOS

2 CONTENIDO 1.Introducción. 2.Medición de la distribución de tiempos de residencia (inyección por pulso). 3.Ejemplo de aplicación.

3 INTRODUCCIÓN Flujo Ideal Reactor Batch Mezcla uniforme Reactor tubular Alimentación Producto Reactor tanque de agitación continua Producto Mezcla uniforme Alimentación

4 INTRODUCCIÓN Flujo No Ideal Canalizaciones de flujo Recirculación de flujo Formación de zonas estancadas y muertas El comportamiento real de los reactores nunca se ajusta exactamente al flujo ideal.

5 INTRODUCCIÓN Flujo No Ideal Zonas muertas Circuitos cortos Formación de canalizaciones Circuitos cortos

6 INTRODUCCIÓN Flujo No Ideal Se deben evitar las desviaciones del flujo ideal ya que originan una disminución en la eficacia del reactor

7 INTRODUCCIÓN Flujo No Ideal Los problemas de flujo no ideal están íntimamente relacionados con los cambios de escala. Magnitud de la no idealidad

8 INTRODUCCIÓN Distribución de Tiempos de Residencia (DTR) Ante este problema, lo más recomendable sería disponer de una representación completa de la distribución de velocidades y predecir el comportamiento del reactor. Esta técnica seria magnifica, pero su complejidad la haría poco rentable.

9 INTRODUCCIÓN DTR Prescindir de un conocimiento completo Conocer lo mínimo sobre el flujo Cuanto tiempo permanece cada una de las moléculas en el recipiente, o bien la DTR de la corriente del fluido

10 INTRODUCCIÓN DTR (CSTR) Alimentación continua Mezclado Descarga continua 1)Moléculas salen del reactor de manera inmediata. 2)Moléculas permanecerán mucho tiempo. 3)Moléculas permanecen el tiempo de residencia medio.

11 INTRODUCCIÓN DTR ¿Cómo se mide la DTR?

12 INTRODUCCIÓN DTR Consideraciones: 1)Flujo estacionario. 2)Un solo fluido a través del reactor. 3)No reacción química. 4)No cambio de densidad.

13 INTRODUCCIÓN DTR Características de un buen trazador: No reactivo Fácil de detectar No adsorbente en las paredes del reactor Soluble en la mezcla Propiedades físicas similares a la mezcla de reacción

14 INTRODUCCIÓN DTR ¿Cuáles son los métodos de inyección mas utilizados? Alimentación Efluente InyecciónDetección Inyección de pulsoInyección de escalón

15 INTRODUCCIÓN DTR (Inyección de Pulso)

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19 INTRODUCCIÓN DTR (Momentos de la Función)

20 EJEMPLO DTR Una muestra de un trazador se inyectó a 320 K en forma de pulso en un reactor, y se midió su concentración en el efluente en función del tiempo, obteniéndose los siguientes datos. No. 000 111 225 338 4410 558 666 774 883 992.2 10 1.5 11120.6 12140

21 EJEMPLO DTR No. 000 111 225 338 4410 558 666 774 883 992.2 10 1.5 11120.6 12140

22 EJEMPLO DTR

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24 00.000 10.018 20.088 30.141 40.176 50.141 60.106 70.070 80.053 90.039 100.026 120.011 140.000

25 EJEMPLO DTR 00.000 10.018 20.088 30.141 40.176 50.141 60.106 70.070 80.053 90.039 100.026 120.011 140.000

26 EJEMPLO DTR 00.000 10.018 20.088 30.141 40.176 50.141 60.106 70.070 80.053 90.039 100.026 120.011 140.000

27 EJEMPLO DTR 00.000 10.018 20.176 30.422 40.704 5 60.633 70.492 80.422 90.348 100.264 120.127 140.000

28 EJEMPLO DTR

29 00.000 10.280 20.788 30.559 40.173 50.000 60.107 70.283 80.477 90.621 100.661 120.518 140.000

30 EJEMPLO DTR