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Reactores heterogéneos

Reactores heterogéneos

  • Autor: Conesa Ferrer, Juan A.; Font Montesinos, Rafael
  • Editor: Publicaciones de la Universidad de Alicante
  • Colección: Ciencias
  • ISBN: 8479086521
  • eISBN Pdf: 9788497170468
  • Lugar de publicación:  Alicante , España
  • Año de publicación: 2001
  • Páginas: 232
  • Idioma: Español

Este texto surge con el principal objetivo de proporcionar a los alumnos de Ingeniería Química una base para cursar la asignatura "Diseño de reactores heterogéneos". El libro se divide en siete grandes temas que tratan reactores catalíticos de dos o tres fases, con diversos tipos de flujos, y reactores no catalíticos de varias fases. Finalmente, se incluye un tema que da una idea general de los métodos utilizados para la selección de reactores. Se incluye también una colección de problemas, algunos de ellos diseñados para ser resueltos con ordenador. Los autores son profesores en el departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Alicante. Llevan varios años colaborando en temas de docencia e investigación, habiendo publicado juntos más de 20 artículos en revistas internacionales.

  • Cover
  • ÍNDICE
  • TEMA 1: REACTORES CATALÍTICOS HETEROGÉNEOS
    • 0. RESUMEN
    • 1. INTRODUCCIÓN
    • 2. ECUACIÓN DE VELOCIDAD
    • 3. ECUACIÓN DE VELOCIDAD PARA LAS ETAPAS QUÍMICAS COMO ETAPAS LIMITANTES
      • 3.1. Mecanismos de catálisis
      • 3.2. Teorías sobre la adsorción
    • 4. ECUACIÓN DE VELOCIDAD PARA LA DIFUSIÓN EXTERNA COMO ETAPA LIMITANTE
    • 5. TIPOS DE DIFUSIÓN INTERNA
    • 6. VELOCIDAD DE REACCIÓN CUANDO LA DIFUSIÓN INTERNA ES LENTA
      • 6.1. Caso general de primer orden
      • 6.2. Caso en que el producto tenga problemas de difusión interna
      • 6.3. Mezclas de partículas de formas y tamaños diferentes
      • 6.4. Cinética de reacción arbitraria
      • 6.5. Ensayo de un catalizador con efectos importantes de difusión interna
    • 7. EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
      • 7.1. Gradiente externo de temperatura entre el medio y la superficie de la partícula
      • 7.2. Gradiente de temperatura en el interior de la partícula
    • 8. TIPOS DE REACTORES
    • 9. DISEÑO DE REACTORES DE LECHO FIJO CON RELLENO
      • 9.1. Temperatura óptima
  • TEMA 2: DESACTIVACIÓN DE CATALIZADORES
    • 0. INTRODUCCIÓN
    • 1. MECANISMOS DE LA DESACTIVACIÓN DE CATALIZADORES
      • 1.1. Reacciones de disminución de actividad
      • 1.2. Difusión a través de los poros
      • 1.3. Otros factores que influyen en el descenso de actividad
    • 2. ECUACIONES DE VELOCIDAD Y DISEÑO
      • 2.1. Determinación experimental de la ecuación de velocidad
  • TEMA 3: REACCIONES SÓLIDO-FLUIDO NO CATALÍTICAS
    • 0. INTRODUCCIÓN
    • 1. MODELO DE NÚCLEO SIN REACCIONAR PARA PARTÍCULAS ESFÉRICAS DE TAMAÑO CONSTANTE
      • 1.1. La difusión externa como etapa controlante
      • 1.2. La difusión a través de la capa de cenizas como etapa controlante
      • 1.3. La reacción química como etapa controlante
    • 2. VELOCIDAD DE REACCIÓN PARA PARTÍCULAS ESFÉRICAS DE TAMAÑO DECRECIENTE
      • 2.1. La difusión externa del reactivo A como etapa controlante
      • 2.2. La reacción química como etapa controlante
    • 3. COMBINACIÓN DE RESISTENCIAS
    • 4. DETERMINACIÓN DE LA ETAPA CONTROLANTE DE LA VELOCIDAD
    • 5. APLICACIÓN AL DISEÑO
      • 5.1. Partículas de un solo tamaño, con flujo en pistón de sólidos y composición uniforme del gas
      • 5.2. Mezcla de partículas de tamaños diferentes, pero constantes, flujo en pistón de sólidos y gas de composición uniforme
      • 5.3. Flujo de mezcla completa de partículas de un solo tamaño constante y gas de composición uniforme
      • 5.4. Flujo en mezcla completa de partículas de diversos tamaños constantes y gas de composición uniforme
      • 5.5. Flujo de mezcla completa de sólido de un solo tamaño constante y gas de composición variable en pistón o mezcla completa
      • 5.6. Aplicación a un lecho fluidizado con arrastre de sólidos finos
    • 6. LIMITACIONES DEL MODELO DE NÚCLEO SIN REACCIONAR
    • 7. MODELO HOMOGÉNEO O DE CONVERSIÓN PROGRESIVA
  • TEMA 4: CINÉTICA DE LAS REACCIONES FLUIDOFLUIDO
    • 0. INTRODUCCIÓN
    • 1. MODELOS DE TRANSFERENCIA
    • 2. TEORÍA DE LA DOBLE CAPA
      • 2.1. Caso A: Reacción instantánea
      • 2.2. Cinética de las reacciones fluido-fluido: La ecuación general de velocidad
    • 3. ANÁLISIS DE LAS ETAPAS CONTROLANTES
      • 3.1. El módulo de Hatta
      • 3.2. Solubilidad del componente A
      • 3.3. Indicaciones para la determinación del régimen cinético a partir de datos experimentales
    • 4. TEORÍA DE LA SUPERFICIE RENOVABLE
    • 5. REACCIONES GAS/LÍQUIDO EN CATALIZADORES SÓLIDOS. ECUACIÓN GENERAL
  • TEMA 5: REACTORES MULTIFÁSICOS
    • 0. INTRODUCCIÓN
    • 1. TIPOS DE FLUJO EN REACTORES MULTIFÁSICOS
      • 1.1. Columnas de relleno
      • 1.2. Columnas de plato
      • 1.3. Columnas vacías
      • 1.4. Reactores de tanque agitado
      • 1.5. Otros reactores
      • 1.6. Factores a considerar cuando se selecciona un contactor
    • 2. MODELOS DE DISEÑO PARA FLUJO EN REACTORES MULTIFÁSICOS
      • 2.1. No existe reacción: absorción pura
      • 2.2. Sistemas con reacción
      • 2.3. Reactores trifásicos
    • 3. ASPECTOS ESPECÍFICOS DE DISEÑO
      • 3.1. Absorbedores-columnas de relleno
      • 3.2. Reactores de lecho fijo de dos fases con flujo en paralelo descendente. «Trickle bed reactor» y reactores empaquetados con flujo descendente
      • 3.3. Reactores de relleno con flujo ascendente de burbujas o de líquido
      • 3.4. Columnas de platos
      • 3.5. Torres de spray
      • 3.6. Reactores de burbujas
      • 3.7. Reactores de Tanque Agitado
  • TEMA 6: DISEÑO DE REACTORES DE LECHO FLUIDIZADO
    • 0. RESUMEN GENERAL
    • 1. FLUIDIZACIÓN Y REGIONES
      • 1.1. Propiedades de los sistemas gas-sólido
      • 1.2. Caracterización de partículas
      • 1.3. Lecho fijo
      • 1.4. Velocidad mínima de fluidización
      • 1.5. Diagrama de pérdida de presión frente a la velocidad
      • 1.6. Transición desde fluidización suave a fluidización burbujeante
      • 1.7. Clasificación de Geldart de partículas
      • 1.8. Concepto de velocidad terminal de partícula
      • 1.9. Regímenes de fluidizacion
    • 2. TIPOS DE DISTRIBUIDORES
    • 3. BURBUJAS
      • 3.1. Velocidad de elevación de las burbujas
      • 3.2. Modelo de Davidson
      • 3.3. Modelo de Kunii-Levenspiel
      • 3.4. Otros aspectos de interés: correlaciones y magnitudes
      • 3.5. Intercambio de gas entre fase emulsión y burbuja
    • 4. CONVERSIÓN EN UN REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO
      • 4.1. Modelo de flujo para lecho burbujeante de partículas finas
      • 4.2. Modelo de flujo para lecho de partículas de tamaño intermedio o u[sub(mf)] / ε[sub(mf)] < u[sub(b)]< 5 u[sub(mf)] / ε[sub(mf)]
      • 4.3. Modelo de reactor para lechos de partículas grandes
  • TEMA 7: ESTRATEGIA PARA LA SELECCIÓN DE REACTORES MULTIFÁSICOS
    • 0. INTRODUCCIÓN
    • 1. NIVEL I. «DISEÑO» DEL CATALIZADOR
      • I(A). Sistemas Gas-Sólido (catalizador)
      • I(B). Sistemas Gas-Líquido
      • I(C). Sistemas Gas/Líquido/Sólido
      • I(D). Sistemas Líquido-Líquido
    • 2. NIVEL II. ESTRATEGIAS DE INYECCIÓN Y DISPERSIÓN
      • II(A). Inyección de reactivos y energía. Dispersión de fase
      • II(B). Elección del óptimo estado de mezcla de concentración y temperatura
      • II(C). Extracción inmediata de productos / energía
      • II(D). Contacto en contracorriente, corriente directa o corriente cruzada
    • 3. NIVEL III. ELECCIÓN DEL RÉGIMEN DE FLUJO
      • III(A). Sistemas Gas/Sólido
      • III(B). Sistemas Gas/Líquido
  • PROBLEMAS
  • NOMENCLATURA
  • BIBLIOGRAFÍA

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