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"