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REACTORESDOCENTE: ING. EDWIN INARRA
ESTUDIANTE:
UNIV.. WILSON CALAMANI PACO UNIV. ANA HUAYHUAUNIV. NANCY RAMOS QUISPE
UNIV. MERY SEA CASTAO UNIV. XIMENA YUJRA QUINTEROS UNIV. ANALI CASTILLO MAMANI
UNIV. JHONNY MACHACA VARGAS
PROCESOS DEREFINACION
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REACTORES
CONCEPTOEl reactor es el corazn de un proceso qumnico lugar en el proceso donde las materiase convierten en productos, y el diseo del es una etapa vital en el diseo global del pr
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TIPOS Y CLASIFICACION
Clasifcacin de los reactores:
E!C"#E$ %&'('C#$:
&n reactor qumico es un equipo en cuyo interior tiene lu
reaccin qumica y son diseados para ma)imizar la cony selectividad de la reaccin qumica con el menor costo
E!C"#E$ *&C+E!E$:
Es una instalacin sica donde se produce, mantiene y cuna reaccin nuclear en cadena. En un reactor nuclear s
un combustible que asegure la produccin de energa genormal por las sucesivas usiones.
E!C"#E$ "-('C#$:
eactor trmico es una pieza de equipo que se orma paproducir energa, por lo general en orma de electricidad
del proceso conocido como usin nuclear.
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REACTORES
Un reactor es un tipo de motor que se conoce como motor de reaccin. Estos
motores descargan fluidos a gran velocidad para producir un empuje segn la tercera
ley de Newton. Esta ley promulga que, con toda accin, ocurre siempre una
reaccin igual y contraria.
REACTORES NUCLEREACTORES TRMICOS REACTORES QUIMICOS
TIPOS DE REACTORES
USOSUSOSUSOS
roduccin de calor para la
generacin de energ!a
el"ctricaroduccin de calor para uso
dom"stico e industrial
#ransmutacin de elementos $ar!tima
%o&etes de propuls
'esarrollo de tecno
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CLASIFICACION DE LOS REACTORES
Segn el tipo de flujo interno Segn el Modo de Operai!
Reatore" ideale"
Reatore" no ideale"
Reatore" di"ontinuo"
Reatore" ontinuo"
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TIPOS DE REACTORES QUMICOS
REACTOR #ISCONTINUOREACTOR CONTINUO
TU$ULA
Es aquel en donde no entra ni sale material durante la reaccin, sino m(s )ien, al
inicio del proceso se introduce los materiales, se lleva a las condiciones de presin y
temperatura requeridas, y se deja reaccionar por un tiempo preesta)lecido, luego se
descargan los productos de la reaccin y los reactantes no convertidos. #am)i"n es
conocido como reactor tipo *atc&
"ste se alimenta constantemente de material reactante, y tam)i"n se retira
ininterrumpidamente los productos de la reaccin.
En un reactor tu)ular, fluidos +los ga
trav"s de "l a las velocidades altas.
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%I&E# $E# REACTORS %luid 'ed reator"
TIPOS DE REACTORES QUMICOS
Continuou" "tirred tan( r
Un cataliador &eterog"neo
frecuentemente se usa en
industria dnde gas es el flujo a
trav"s de un cataliador slido
Un reactor de la cama fluido a veces
se usa con que las part!culas del
cataliador que son muy la altas .
Cuando los reactantes gaseososatraviesan el plato deldistribuidor, las partculas se
llevan con los gases que ormanun /uido
El impulsor revuelve los reactiv
vigorosamente para asegurar e
)ueno para que &ay una compo
a lo largo de. /a composicin
corriente es igual que en el vol
reactor
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REACTOR SEMICONTINUO:
TIPOS DE REACTORES QUMICOS
REACTOR #E LEC*O %LUI#I+A#O REACTO
Es aquel en el cual inicialmente se carga
de material todo el reactor, y a medida
que tiene lugar la reaccin, se va
retirando productos y tam)i"n
incorporando m(s material de manera
casi contina.
Se utilia para reacciones donde intervengan un
slido y un fluido +generalmente un gas-. En estos
reactores la corriente de gas se &ace pasar a
trav"s de las part!culas slidas, a una velocidad
suficiente para suspenderlas, con el movimiento
r(pido de part!culas se o)tiene un alto grado de
uniformidad en la temperatura evitando la
formacin de onas calientes.
/os reactores de lec
m(s tu)os empacad
cataliador, que ope
part!culas catal!ticas
forma1 granulares, c
algunos casos, espe
met(licos como el pl
part!culas de metal,
forma de mallas de a
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TIPOS DE REACTORES QUMICOS
REACTOR #E LEC*O CON ESCURRIMIENTO REACTOR #E LEC*O #E CAR-A
En estos reactores el cataliador slido
est( presente como en el lec&o fijo. /os
reactivos se &acen pasar en corrientes
paralelas o a contracorriente a trav"s del
lec&o.
Una fase fluida pasa &acia arri)a a trav"
formado por slidos. El slido se alimen
superior del lec&o, se mueve &acia
columna y se saca por la parte inferior.
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TIPOS DE REACTORES QUMICOS
REACTOR #E $UR$U,AS REACTOR CON COM$USTI$LE
ermiten &acer )ur)ujear un reactivo gaseoso a
trav"s de un l!quido con el que puede reaccionar,
porque el l!quido contiene un cataliador disuelto,
no vol(til u otro reactivo. El producto se puede
sacar del reactor en la corriente gaseosa.
Son similares a los reactores de )ur)uje
2l!quida3 est( formada por una suspensi
part!culas finas del cataliador slido.
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REACTOR #E ME+CLA 1ER%ECTA
TIPOS DE REACTORES QUMICOS
En este reactor las propiedades no se modifican ni con el tiempo ni con
suponemos que estamos tra)ajando en estado de flujo estacionario y la me
completamente uniforme. El tiempo de mecla tiene que ser muy peque0o en
tiempo de permanencia en el reactor. En la pr(ctica se puede llevar a ca)o sie
fluida sea poco viscosa y est" )ien agitada.
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REACTORES #E RECIRCULACI.N
TIPOS DE REACTORES QUMICOS
REACTORES #E MEM$RAN
4 ueden ser %ON '5SOS5#56O SE787'O8, cuando se
toma parte de la corriente de salida y se llevan directamente
a la entrada del reactor.
4 S5N '5SOS5#56O SE787'O8, cuando en la salida del
reactor colocamos un dispositivo separador que &ace que se
separen reactivos y productos, luego los reactivos recirculan
de nuevo al reactor.
Son aquellos que com)inan
separacin en una sola unid
selectivamente remueve una +o m
reactantes o productos. Estos
comnmente usados para aplicac
los rendimientos de la reaccin es
equili)rio.
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%ERMENTA#ORES
TIPOS DE REACTORES QUMICOS
REACTOR ISOTRMICO0
Este tipo de reactores utilian &ongos, los
cuales forman un cultivo, el cual a su ve
se transforma en una 2sopa3 espesa que
contiene crecimientos filamentosos. Un
ejemplo se encuentra en la fa)ricacin de
anti)iticos como la penicilina.
:ue son aquellos que tra)ajan u operan a una
misma temperatura constante.
REACTOR ISO$2
:ue
tra)
mism
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REACTOR DE LECHOFLUIDIZADO
$e utiliza para reaccionesdonde intervengan un slido y
un /uido 0generalmente ungas1. En estos reactores lacorriente de gas se 2ace pasara travs de las partculasslidas, a una velocidadsufciente para suspenderlas,con el movimiento r3pido departculas se obtiene un altogrado de uniormidad en latemperatura evitando laormacin de zonas calientes.
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REACTOR DE LE +os reactores de
consisten en unoempacados con p
catalizador, que oposicin vertical.partculas cataltivariar de tamaogranulares, cilndesricas, etc. Encasos, especialmcatalizadores meel platino, no se epartculas de metste se presenta
mallas de alambr
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+os reactores m3s usados en una refnera son:"ubular."anque perectamente removedor 05erectly $tirr"an61.
Etapas.+a clasifcacin mostrada en la tabla siguiente, intipo reactor y su descripcin con reerencia a losimportantes procesos de refnacin.
7#(!$ 8E E(5+E#$ 9 &$#$
8E7%#O8ES US7'OS EN 8E;5NE857S
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Fa! P"!!#$! T%&%'a" E$a(a Ta#)P!"*!+$a
"!,-Ga
L1)%1/-Ga 2 L1)%1/-
L1)%1/- 2L1)%1/-
Ga 2Ca$a'13a/-"
G 2 L 2
Ca$a'13a/-"
Craqueo apor0$team Crac6ing1
isbrea6ing5roceso Clauspol
0Clauspol 5rocess1!lquilacin
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REACTOR USADO EN CRAQUEO DE VAPO4STEAM CRAC5ING6
El craqueo de vapor produce etileno primerotodo, pero tambin propileno. Colateralmentdepende de la alimentacin, tambin puedeun corte de butano 0C=1 rico en olefnas y buun corte de pentano plus 0C>?1 con un alto cde arom3ticos.
Como su nombre lo indica, eso se consigue mpirolisis en presencia de vapor para tomar vela alta temperatura de inestabilidad de las pnatenos con respecto a las olefnas y arom3
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+as dos mayores reacciones son el corte de los carbn @ carbn y la des2idrogenacin. Esas reacon endotrmicas y reversibles, y sin embargo paltas temperaturas.
El reactor m3s usado para este proceso es el retubular, que tiene las siguientes confguracione "ubo 2orizontal "ubo vertical con di3metro uniorme
(ltiple entrada con di3metro variable Entrada doble con di3metro variable, tipo A. Entrada doble con di3metro variable, tipo &. "ubo vertical de di3metro pequeo.
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DIMERIZACION
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DIMERIZACION Es un proceso de una ase liquida 2omognea
la tecnologa es un buen e4emplo de un eactcontinuo de "anque emovedor 0Continuos $teactor1. En este caso la dimerizacin del propara producir una mezcla de 2e)enos para seadicionados al tanque de gasolina, la reaccindescrita como sigue:
PROCESO USANDO ACIDO FLUORHIDRICO
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PROCESO USANDO ACIDO FLUORHIDRICO PROCESO PHILLIPS &sa un reactor tubular con dos ases liquidas.
mezcla de reaccin es introducida por la base vertical a alta velocidad mediante varios inyec+a energa cintica proporcionada por la inyec2idrocarburos permite a la ase estar completadispersada en el 3cido el cual es reciclado por
gravedad por un recipiente localizado en la paalta del reactor.
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OC SO O
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PROCESO UOP En este proceso el reactor
consiste en una parte de lacapa del intercambiador de
calor en una posicinvertical. +a mezcla de2idrocarburos esintroducida a dierentesniveles en el
intercambiador medianteboquillas, el cual asegurauna fna dispersin. El3cido retorna al recipiente,por gravedad similar alcaso del proceso 52illips.
PRODUCCION DE HIDROGENO
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PRODUCCION DE HIDROGENO REFORMADO DE VAPOR Es el primer paso en el proceso de produccin de 2idrog
metano o 2idrocarburos livianos 0+B5 o nata1 como alim +a reaccin cataltica es como sigue:
Es una reaccin endotrmica 01, debe ser llevada a la temm3s alta posible 0sobre DD C a la salida del reactor1.
+a reaccin principal es acompaada por otra reaccin i
El cual es e)otrmico 01 El reactor /uyente es as compuesto por una mezcla de
mon)ido de carbono, di)ido de carbono y metano no cvapor.
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CONVERSION DE CO
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CONVERSION DE CO El segundo paso importante
en la produccin de2idrogeno es tambin
cataltico. Este consiste enconvertir el mon)ido decarbono en di)ido decarbono e 2idrogeno, comose muestra en la siguiente
reaccin:
Esta reaccin es reversibley promueve ba4atemperatura
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DISEO Y CONSTRUCCION
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El diseo de un reactor debe satisacer los siguientes requi+os actores qumicos: la cintica de la reaccin. El diseo
proporcionar sufciente tiempo de residencia para que lareaccin deseada se produzca para el grado de conversi
requerido.+os actores de transerencia de masa: con reacciones
2eterogneas la velocidad de reaccin se puede controlalas velocidades de diusin de las especies reactivas, m3scintica qumica.
+os actores de transerencia de calor: la eliminacin, o adicdel calor de reaccin.
+os actores de seguridad: el confnamiento de los reactivoproductos peligrosos, y el control de la reaccin y de lascondiciones del proceso.
DISEO DE REACTORES HETEROG7NEOS
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DISEO DE REACTORES HETEROG7NEOS
Calculo de /u4o molar:
8onde
C l l d l di i id d d F d
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Calculo de la diusividad de Fnudsen:
8onde
Calculo de combinacin de la diusividad:
8onde
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8onde
8iusividad eectiva:
8onde
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M AN TEN IM IEN TO G RAL. D E REACTO RES
En los procesos productivos de la industqumica, 2ay ases productivas que albergan u
reaccin qumica controlada que tienen lugar depsitos destinados para este fn y que denominan reactores.
5or motivos de cambios en el proceso incidencias los reactores pueden requerir
limpieza y desineccin interior para depurarposible proceso y evitar las consecuencias decontaminacin del mismo.
M AN TEN IM IEN TO G RAL D E REACTO RES
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M AN TEN IM IEN TO G RAL. D E REACTO RES
+os pasos a seguir en grandes lneas seran siguientes:
aciado del reactor depositando el producto contenedor alternativo
ascado, desincrustacin y desineccin superfcie interior
+impieza y revisin de agitadores !clarado interior fnal por agua a presin $ecado interior +impieza e)terior del reactor.
Ti d M t i i t l
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Tipos de M antenim iento en general
Mantenimiento Correctivo: son tareas destinada corregir los deectos que se van presentando
los distintos equipos. Mantenimiento Preventivo: tiene por mis
mantener un nivel de servicio determinado en equipos, programando las intervenciones de puntos vulnerables en el momento m3s oportu
Ti d M t i i t l
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Tipos de M antenim iento en general
Mantenimiento Predictivo: es el que persigconocer e inormar permanentemente del esta
y operatividad mediante conocimiento de valodeterminadas.
Mantenimiento Cero Horas (Overhaul): revisa equipos a intervalos programados bien antes que aparezca ningn allo, dic2a revisin consi
en de4ar el equipo a Cero 2oras uncionamiento, es decir, como si el equipo unuevo.
Ti d M t i i t l
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Tipos de M antenim iento en general
Mantenimiento En Uso: es el mantenimiento bequipo realizado por los usuarios del mismo. mantenimiento es la base del "5( 0(antenimien"otal1.
D18+%'$a/ (a"a !#+-#$"a" %#a a('1+a+19# A; !# %# ,-$-" /!$!",1#a/- #- -+%(a"
'%&"1+a+19# 4,a#$!#1,1!#$- ("!!#$1- (!"1"!)%1!"!; ,!/1"!,- % 1&"a+1-#!$!,(!"a$%"a 4,a#$!#1,1!#$- ("!/1+$1-6;=a>a,- %#a (%!$a a (%#$- a#%a' 4(%!$"!(a"a"!,- 'a a!"a )%! a?a# 4,a#$!#1,1!#$- +-""!+$1-6.
M antenim iento y lim pieza de un reator
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M antenim iento y lim pieza de un reator
Es recomendable limpiar el equipo una vez que se 2aterminado la e)perimentacin.
El sistema de reactores de dierentes tipos paralaboratorio requiere poco mantenimiento y la limpiezaes realmente 3cil.
!gregar agua simple a los tanques de alimentacin yponer a uncionar las bombas. +a idea es poner auncionar el equipo utilizando agua.
5oner en marc2a el agitador y regular la velocidad.
$e recomienda 2acer circular agua simple renovadade los tanques de alimentacin por todas las tuberascomo si se estuviera desarrollando una pr3ctica.
En este caso no es necesario poner en servicio launidad de calentamiento. 5ero si se desea secalentara a G> HC.
M antenim iento y lim pieza de un reator
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M antenim iento y lim pieza de un reator
En caso de que el agua no sea sufciente para lavar elequipo por la e)istencia de algn solvente o producto
utilizado en la reaccin, se recomienda el uso de otrosolvente que por arrastre de e)traccin sea capaz delimpiar el equipo, por e4emplo una mezcla de etanolIagua DIJD.
$e recomienda abrir la v3lvula de vaciado de agua dela unidad de calentamiento.
En general los componentes de la unidad son de tipoindustrial y no requieren de mantenimiento en unperiodo largo de tiempo.
Es recomendable revisar cada K meses lascondiciones de los sellos y empaques de las tuberas yv3lvulas de orma general.
Seguridad e ! igiene en elM antenim iento de
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Seguridad e ! igiene en el M antenim iento deun Reator
I#/1+a+1-#! /! T"a&a@- "odas las actividades que se realicen con este equipo
deber3n estar supervisadas por el investigador responsable. Es obligatorio que los operadores usen bata y lentes deseguridad durante la operacin y limpieza de este equipo.
Es indispensable estudiar las substancias y su to)icidadantes de iniciar cualquier e)perimento.
U#1/a/ /! Ca'!#$a,1!#$- +a unidad de calentamiento puede calentarse y causarle
quemaduras. El aceite trmico puede alcanzar temperaturas muy altas y
causar lesiones en la piel y los rganos e)puestos. Evite sucontacto directo y utilice equipo de seguridad.
*unca deber3 prenderse la unidad sin supervisin.
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COSTOS #E CONSTRUCCION 3 O1ERAC#EL REACTOR
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/os costos operativos y de construccin o)tenidos para el
menores en comparacin al #anque S"ptico, de uso tradicional
/a necesidad de mantenimiento es m!nima, de)ido principalme
produccin de lodo.
Segn se &a o)servado, el tiempo para el arranque del re
dos meses, tiempo en el cual el sistema se encuentra en
transitorio, donde la eficiencia del proceso alterna entre val
)ajos. osteriormente el sistema se esta)ilia.
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Co"to" de on"trui!n
/os costos referidos a la construccin del reactor se presen
en la #a)la
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Ta'la 405 Co"to" de operai!n del reator
G
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G R A C I A S . . . L L L L L