Diseño de ReactoresREACTORES DE LECHO FIJO Caída de Presión y ley de velocidad ; Siempre que consideremos los efectos de la caída de presión tendremos que usar la forma diferencial del balance de moles ( ecuación de diseño). Se va efectuar la reacción de isomerización de segundo orden; A→B En un reactor de lecho empacado , la forma diferencial de la ecuación del balance de moles en términos del peso del catalizador es : Diseño de Reactores . .Diseño de Reactores Flujo a través de un lecho empacado Ecuación de ERGUN. Diseño de Reactores . La ecuación de continuidad .Diseño de Reactores El reactor se opera en estado estacionario . . Diseño de Reactores Simplificando: Donde . . .El peso del catalizador hasta una distancia z a lo largo del reactor es : Diseño de Reactores (peso del catalizador) = (volumen de los sólidos) * (densidad de catalizador sólido) Donde es el área de la sección transversal. Diseño de Reactores Operación isotérmica . . A→B .Diseño de Reactores Reacción con caída de presión La reacción isotérmica de segundo orden . Diseño de Reactores . Diseño de Reactores . tenso activos 10 % y disolventes 5 %. poliéster 30%. Los principales usos finales de oxido de etileno son anticongelantes 30 %. Lo que representaba un valor comercial de $ 4000 millones de dólares.Diseño de Reactores Cálculo de X en un reactor con caída de presión En 1997 se produjeron aproximadamente 700 millones de libras de oxido de etileno en Estados Unidos.58 dólares la libra . . El precio de venta en 1997 fue de $ 0. Mas de 60% del oxido de etileno producido se uso para hacer etilenglicol. Queremos calcular el peso del catalizador necesario para alcanzar una conversión de 60 % cuando se produce oxido de etileno por oxidación catalítica en fase de vapor de etileno con aire. Las propiedades de fondoque reacciona se consideraran idénticas a las de aire a esta temperatura y presión. Se propone usar 10 bancos de tubos de cedula 40 1 ½ pulg de diámetro empacados con catalizador . con 100 tubos en cada banco. El etileno se alimenta a razón de o. La densidad de las partículas de catalizador de ¼ pulg es de 120 lb/ ft^3 y la fracción de huecos de lecho es de 0.30 lbmol/s y una presión de 10 atm. .Diseño de Reactores El etileno y el oxigeno se alimentan en proporciones estequiometrias a un reactor de lecho empacado que opera isotérmicamente a 260 º C. Por consiguiente la velocidad de flujo molar a cada tubo será de 3* 10 ^-4 lbmol /s.45. Diseño de Reactores Solución: Balance de moles diferencial : Ley de velocidad: . Diseño de Reactores Parámetros por tubo (es decir. dividiendo las velocidades de alimentación en 100) Etileno : Oxigeno: . .Diseño de Reactores Para una conversión de 60 %. Diseño de Reactores Sustituyendo en la ecuación tenemos: . el resultado habría sido: Y no habríamos tenido suficiente catalizador para alcanzar con la conversión deseada.300 lb en total) en la expresión obtendremos una conversión de solo el 53%. ( es decir. Si Sustituimos este peso del catalizador. . 35.Diseño de Reactores Si hubiéramos hecho caso omiso de la caída de presión .