UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO VI Reporte Experimental: “Reactor continuo de mezcla completa (CSTR)” Ingeniería Química Profesoras: Quiroz Macías María Elena Alumnos: De León Meléndez Carlos Antonio Jiménez Velázquez Berenice Peña Contreras Gustavo Preza Ávila Luis Eric Grupo:2801 7 de Mayo de 2013
Introducción Un reactor CSTR es un tanque en el cual la masa reaccionante es continuamente agitada de tal manera que se considera como una mezcla completa y, por lo tanto, se asume que sus propiedades son uniformes en todo el interior del reactor. El propósito de lograr una buena agitación es lograr que en el interior del tanque se produzca una buena mezcla de los materiales, con el fin de asegurar que todo el volumen del recipiente se utilice para llevar cabo la reacción, y que no existan o queden espacios muertos. Por lo general, los reactores continuos de tanque agitado (CSTR) se operan cerca de ó en puntos de equilibrio inestables, que corresponden a una producción óptima del proceso. Aun cuando el punto de equilibrio sea estable a lazo abierto, este puede ser muy sensible a cambios de carga. Debido a que los CSTR son comúnmente la parte central de un proceso químico completo, el control de la operación del CSTR ha sido uno de los problemas más importantes en la industria química.
Problema Experimental Determinar cómo cambia la concentración de un componente a determinado tiempo en la reacción de hidrólisis de acetato de etilo; midiendo la variación de la conductividad.
Objetivos Conocer el funcionamiento de un reactor de mezcla completa determinando la conversión que alcanza una reacción al operar un reactor continuo y determinar la cinética experimental.
Generalidades En este reactor la composición es uniforme en cualquier punto, por lo tanto, lo que entra al reactor es igual a la suma de lo que sale más lo que reacciona.
Realizando el balance de materia:
(
)
En términos generales la ecuación de diseño del reactor es:
A continuación se muestran las representaciones gráficas de las ecuaciones de diseño:
Desarrollo Experimental Material
2 Matraces aforado de 1 L. 1 Probeta de plástico graduada de 4L 2 Probetas de plástico graduadas de 2L 1 vaso de precipitado de 1L 8 Vasos de precipitados de 50 mL 1 Piseta 1 cronómetro 1 conductímetro
Reactivos:
Solución calibradora de KCl 0.1 M Solución de acetato de etilo 0.1 M Solución de hidróxido de sodio 0.1 M
Equipo: Reactor enchaquetado de 19 L instalado en el LEM
Indicaciones Experimentales 1. Se lavó perfectamente el material de vidrio y se verifico que el reactor estuviera limpio. 2. Se hicieron diluciones de cada reactivo en 10 litros. 3. Se vació primeramente un reactivo al reactor, en este caso fue la solución de NaOH. 4. Posteriormente se encendió el reactor y al mismo tiempo se vertió la solución de acetato de etilo. 5. Se tomaron muestras de la mezcla de reacción a intervalos de tiempo de 1 minuto y se midieron las conductividades.
6. Al cabo de 33 minutos se suspendió la agitación, se vació el reactor y se dispuso de los reactivos adecuadamente, se enjuago el reactor haciéndole pasar agua.
Diagrama del Equipo
Resultados
Memoria de cálculo
Análisis de Resultados: Conclusiones
Bibliografía B. Alejandra, D. Carlos, P. Gustavo, P. Eric, "Apuntes de Reactores Químicos Homogéneos", UNAM, 2012, México. B. Alejandra, D. Carlos, P. Gustavo, P. Eric, “Reporte Experimental: Práctica 1: “Cinética de la hidrólisis de acetato de etilo”, Laboratorio de Cinética Química y Catálisis, Ingeniería Química, UNAM, 2012. Levenspiel, O., "Ingeniería de las reacciones químicas". Ed. LimusaWilley, Inglaterra, 1996. Obaya, A.E., “Cálculo de parámetros de rapidez en cinética química y enzimática”, Edit. UNAM, 1° Edición, México, 2005.
