NOMBRE DE LA MATERIA:                                Análisis de reactores químicos

CÓDIGO DE LA MATERIA:                                 IQ 502

DEPARTAMENTO:                                    Ingeniería química.

CARGA TOTAL DE HORAS TEORíA:               80 horas

TOTAL DE HORAS:                                  80 horas

NúMERO DE CRéDITOS:                                   11 créditos

NIVEL DE FORMACIÓN:                         Posgrado

TIPO DE CURSO:                                      Curso

PRERREQUISITOS:                                               Ninguno

 

 

OBJETIVO GENERAL:

 

              Al finalizar el curso, el alumno será capaz de analizar y diseñar desde el punto

de vista de la cinética química y los fenómenos de transporte- casos típicos de reactores

químicos.

 

 

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

 

a)     El alumno utilizará los algoritmos estudiados en el curso para el diseño de reactores y desarrollará confianza mediante el razonamiento y no la memorización de fórmulas.

b)    El alumno incrementará su habilidad de aprendizaje a largo plazo mediante la práctica de problemas diseñados para tal fin.

c)     El alumno desarrollará habilidad para el análisis crítico mediante la revisión de artículos tomados de revistas científicas internacionales sobre el tema.

d)    El alumno será capaz de combinar las velocidades de los procesos físicos y químicos para diseñar un reactor.

e)     El alumno podrá obtener expresiones para velocidades intrínsecas, que puedan usarse en ecuaciones de conservación.

f)     El alumno relacionará las velocidades intrínsecas con la velocidad global en ecuaciones de conservación tanto para procesos homogéneos como heterogéneos.

g)     El alumno interpretará datos de laboratorio para reacciones catalíticas.

h)    El alumno será capaz de obtener expresiones de velocidad a partir de datos de laboratorio y planta piloto y nuevamente usar estas ecuaciones de velocidad de reacción para diseñar el reactor en escala comercial.

          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONTENIDO TEMATICO:

 

I. CINéTICA DE REACCIONES.                                                                     (8 HRS.)

           1.1.  Estequiometría.

           1.2.  Definición de velocidades de reacción.

           1.3.  Paso controlante en un mecanismo de reacción: pseudo estado estacionario.

           1.4.  Cinética de las reacciones catalíticas homogéneas.

           1.5.  Estimación de parámetros y análisis de sensibilidad.

 

II. DISEñO Y ANáLISIS DE REACTORES IDEALES.                                 (8 HRS.)

           2.1.  Balance de moles.

           2.2.  Conversión y tamaño de reactor.

           2.3.  Reactores por cargas.

           2.4.  Reactores continuos.

           2.5.  Reactores semicontinuos.

 

III. DISEñO DE REACTORES ISOTéRMICOS.                                        (10 HRS.)

           3.1.  Metodología para el diseño de reactores isotérmicos.

           3.2.  Diseño de reactores continuos tipo tanque agitado a partir de datos de

                     laboratorio obtenidos en un reactor por cargas.

           3.3.  Reactores continuos tubulares.

           3.4.  Reacciones reversibles

           3.5.  Reacciones múltiples

           3.6.  Reactores con recirculación.

           3.7.  Operación en estado no estacionario.

 

IV. DISEñO DE REACTORES NO ISOTéRMICOS.                                 (10 HRS.)

           4.1.  Balance de energía.

           4.2.  Reactores continuos no isotérmicos en estado estacionario.

           4.3.  Reacciones reversibles.

           4.4.  Operación en estado no estacionario.

 

V. REACTORES NO IDEALES.                                                                       (9 HRS.)

           5.1.  Distribución de tiempos de residencia.

           5.2.  Dispersión.

           5.3.  Modelos de balances de población.

 

VI. LA PARTíCULA CATALíTICA.                                                                 (8 HRS.)

           6.1.  Difusión en sólidas porosos.

           6.2.  El factor de efectividad.

           6.3.  Partícula catalítica no isotérmica.

           6.4.  Reacciones múltiples.

           6.5.  Desactivación de catalizadores.

 

 

 

 

VII. SISTEMAS DE FASES MúLTIPLES.                                                      (9 HRS.)

           7.1.  Reacciones no catalizadas en sólidos no porosos.

           7.2.  Reacciones no catalizadas en sólidos porosos.

           7.3.  Reacciones fluído-fluído.

 

VIII. REACTORES DE FASES MúLTIPLES.                                                 (9 HRS.)

           8.1.  Reactores de lecho fijo.

           8.2.  Reactores de lecho fluidizado.

           8.3.  Reactores de lecho escurrido y de lodos.

 

IX. FENóMENOS NO LINEALES EN REACTORES.                                   (9 HRS.)

           9.1.  Estados estacionarios múltiples.

           9.2.  Fenómenos de explosión.

           9.3.  Comportamiento oscilatorio.

 

 

 

 

BIBLIOGRAFÍA  BÁSICA:

 

1.     Aris, R. "Introduction to the Analysis of Chemical Reactors"

2.     Carberry, J.J. "Chemical and Catatutic Reaction Engineering"

3.     Fromet G. F., ischaff, K. B. "Chemical Reactor Analysis and Design"

4.     Fogler "Elements of Chemical Reactor Engineering"

5.     Satterfield, C. N. "Heterogeneous Catalyst in Practice"

6.     Smith, J. M. "Chemical Engineering Kinetics"

 

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

 

1.     Danckwets, P. V. "Gas Liquid Reactions"

2.     Aris, R. "The Mathematical Theory of Diffusion and Reaction in Permeable Catalysts"

3.     Fromet G. F., ischaff, K. B. "Chemical Reactor Analysis and Design"

4.     Kania, D., Levenspiel "Fluidization Engineering"

5.     Lapidus, L., Amundson, N. R. "Chemical Reactor Theory"