Aplicación de procesos de reaccion quimica e implementacion de reactores quimicos en la industria

República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria. Instituto Universitario De Tecnología de Cumaná. Programa Nacional de Formación en Procesos Químicos. Cumaná – Edo. Sucre.

Aplicación de procesos con reacción química e implementación de reactores químicos en la industria

Br. Rosalmys Velásquez C.I 19.892.461 Sección 5

Cumaná, Marzo del 2012. INTRODUCCION En la vida diaria es posible determinar ejemplos de reacciones lentas (duran años) y de reacciones rápidas (de microsegundos). En algunos sistemas no es posible medir el equilibrio químico porque las velocidades son demasiado lentas. En todos los procesos reactivos se requiere el uso de reactores. Para determinar que reactor es útil en cada proceso, debe tomarse en cuenta a qué tipo de reacción está destinado cada equipo así como la cinética de reacción, las condiciones de operación y otros factores que ayudan a determinar las características físicas del equipo. Los reactores químicos tienen como funciones principales: •

Asegurar el tipo de contacto o modo de fluir de los reactantes en el interior del tanque, para conseguir una mezcla deseada con los materiales reactantes.

•

Proporcionar el tiempo suficiente de contacto entre las sustancias y con el catalizador, para conseguir la extensión deseada de la reacción.

•

Permitir

condiciones

de

presión,

temperatura

y

composición de modo que la reacción tenga lugar en el grado y a la velocidad deseada, atendiendo a los aspectos termodinámicos y cinéticos de la reacción.

Sin embargo, hay otros cambios químicos en que la adición de otra sustancia provoca la obtención de la sustancia original y en ese caso se trata de un cambio químico reversible. Así, pues, para producir un cambio químico reversible hay que provocar otro cambio químico. Todo cambio químico involucra una reacción entre diferentes sustancias produciendo la formación de sustancias nuevas.

Evolución de los avances tecnológicos en los procesos con reacción química: Un producto químico es un conjunto de compuestos químicos (aunque en ocasiones sea uno solo) destinado a cumplir una función. Generalmente el que cumple la función principal es un solo componente, llamado componente activo. Los compuestos restantes son para llevar a las condiciones óptimas al componente activo (concentración, pH, densidad, viscosidad,

etc.), darle

mejor aspecto y aroma, cargas (para abaratar costos), etc.). En los procesos químicos normales se rompen unos enlaces químicos y se forman otros. En la actualidad, cada día entramos en contacto con

miles de productos químicos sintetizados por el hombre, en nuestro hogar, en el lugar del trabajo. Sin estas sustancias, nuestra esperanza de vida apenas sobrepasaría los cuarenta años. Sin embargo, una triple actuación de acuerdo a los principios del desarrollo sostenible también debe estar presente en la de la industria química: protección del medio ambiente, la seguridad y la protección de la salud. En cualquiera de nuestras casas tenemos en la actualidad más productos químicos que los que había en un laboratorio científico hace cien años. Medicinas, insecticidas, pinturas, productos de limpieza, conservantes de los alimentos, plásticos de los envases o de los vestidos,

aislamientos

de

las

paredes,

componentes

de

pilas,

electrodomésticos y muebles, el barniz que recubre el suelo, etc. Estamos en contacto cada día con miles de productos químicos distintos sintetizados por el hombre. Se han sintetizado y estudiado más de diez millones de sustancias químicas y metales distintos. De todos los conocidos se calcula que son unos 100.000 los que se usan comercialmente y este número crece cada año con más de 300 productos nuevos. Estos compuestos sintéticos se han hecho imprescindibles en nuestras vidas. Los fertilizantes

y pesticidas son

necesarios

para

la

producción

de

alimentos; las medicinas para mantener nuestra salud; los productos de limpieza o droguería hacen posible unas condiciones higiénicas que evitan infecciones y hacen más agradable la vida. Y así un gran número de ejemplos y situaciones en las que la química ha hecho posible que las condiciones vitales y la esperanza de vida de miles de millones de personas sean cada vez mejores.

Productos químicos a partir de las reacciones químicas: La fabricación de productos químicos es uno de los esfuerzos industriales más grandes del mundo. Las industrias químicas son la base de cualquier sociedad industrial. Dependemos de ellas respecto a productos que utilizamos a diario como gasolina y lubricantes de la industria

del

petróleo;

alimentos

y

medicinas

de

la

industria

alimentaria; telas y ropa de las industrias textiles. Estas son sólo unos cuantos ejemplos pero casi todo lo que compramos diariamente se fabrica mediante algún proceso químico o al menos incluye el uso de productos químicos. Por razones económicas los procesos químicos y la producción de sustancias químicas deben realizarse con el menor desperdicio posible,

lo que se conoce como “optimización de procesos”. Cuando se tiene una reacción química, el Químico se interesa en la cantidad de producto que puede formarse a partir de cantidades establecidas de reactivos. Esto también es importante en la mayoría de las aplicaciones de las reacciones, tanto en la investigación como en la industria. En una reacción química siempre se conserva la masa, de ahí que una cantidad específica de reactivos al reaccionar, formará productos cuya masa será igual a la de los reactivos. Al químico le interesa entonces la relación que guardan entre sí las masas de los reactivos y los productos individualmente. Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número

de

cada

tipo

de átomo presente,

la carga

eléctrica y

la masa total. •

Formación de Coque, tipo de reactor de lecho fluidizado.

(Este fenómeno, que es muy frecuente en reacciones catalíticas con hidrocarburos, consiste en la formación de una capa de materiales carbonosos sobre la superficie del sólido catalítico, lo que hace que pierda su actividad. El catalizador se mueve continuamente de una zona a otra por la agitación existente en el lecho. De esta forma se mantiene constante la actividad del catalizador y la producción de la sustancia se mantiene estable. Empresa comercializadora: •

Transformación

de

metano

en

hidrocarburos

aromáticos, a partir del reactor de lecho fluidizado. (Este proceso permitiría aprovecharlo para obtener sustancias que se

pueden usar como materia prima de detergentes, fibras textiles o aditivos de gasolina o gasoil). Empresa comercializadora:

Shandong

Jinhaosanyang

Environmental

Protection

Equipment Co., Ltd. •

El

reactor

intermitente

de

tanque

agitado

conocido

también por facilidad como reactor intermitente así mismo como reactor de Batch, es usado a menudo en las investigaciones

cinéticas

dentro

de

laboratorios;

sin

embargo también se le pueden encontrar en operaciones industriales. (catalizadores en suspensión, y producción de sólidos.

Empresa

comercializadora:

Xi'an

Taikang

Biotechnology Co., Ltd. •

Catálisis o los requerimientos de intercambio térmico, reactores

tubulares.

Empresa

comercializadora:

M/s

Hexamide agro tec inc

Empresas que comercializan reactores químicos: •

LCEC (Louisiana Chemical Equipment Co.): Su inventario cuenta con reactores usados y utilizados previamente en la industria química, en excelente condición y materiales de construcción que van desde el acero al carbón, acero inoxidable, y hasta aleaciones especiales para resistir ácidos y productos de alta corrosión.

•

Laizhou New Hongda Chemical Machinery Co., Ltd.

•

Xian Morgina Instrument Co., Ltd.

Importancia de los reactores químicos en el desarrollo de la sociedad:

El empleo del uso de los reactores a nivel industrial posee su valor primordialmente a la funciones que estos realizan, entre las más preponderante o que toma un mayor peso, es en la capacidad que tiene este equipo de llevar a cabo el cumplimiento de las reacciones químicas logrando de una manera efectiva controlar

las

variables

de

proceso

tales

como

presión,

temperatura y concentración factores que influyen directamente sobre las reacciones químicas para que los materiales y componentes puedan reaccionar. Sin dejar a un lado el bajo costo en el usos de estos equipos. Son importantes por varias razones como por ejemplo la eficiencia con la que producen las reacciones por que permiten controlar los procesos de producción y aprovechar mejor las condiciones para obtener productos de mejor calidad, más puros, etc. También porque reciclan algunos productos sobrantes como por ejemplo un reactor nuclear puede calentar agua o producir energía eléctrica a partir de la energía térmica que se obtuvo del proceso nuclear llevado a cabo. Un reactor es un componente esencial para efectuar un cambio químico (completo o parcial), para de ahí obtener un producto final. Son equipos que sirven para transformar un producto determinado, atendiendo sus causas físicas y químicas, para obtener uno nuevo o trabajar en el mismo, ya sea una solución, un alimento o un fármaco.

Es por ello que este sistema es empleado en muchos procesos industriales donde se necesita la efectividad de ocurrencia de un cambio químico, esto se puede ver reflejado en el proceso de tratamiento de aguas residuales técnica empleada para eliminar varios elementos que afectan las propiedades del agua.

CONCLUSION

Un reactor químico es básicamente un recipiente abierto o cerrado, en el cual se llevan a cabo una o varias reacciones. En cuanto a la forma de un reactor, existen infinidad de tipos. Normalmente, el diseño de un reactor viene dado en función de la tarea que debe realizar y por tanto su forma se adaptará casi siempre a una situación en particular.

Los tipos de reactores que, comúnmente, se encuentran en los simuladores son: el Reactor de Conversión, el Reactor de Equilibrio, el Reactor de Gibbs, el Reactor de Mezcla Completa o CSTR y el Reactor de Flujo Pistón o Tubular o PFR. Estos reactores se utilizan según el tipo de reacción.

Para que pueda existir una reacción química, se debe tener en cuenta unos factores de mucha importancia como lo son: Las condiciones de presión, temperatura, y composición necesarias para que los materiales entren en estado de reacción. Las características termodinámicas y cinéticas de la reacción. Las fases (sólido, líquido, gaseoso) que se encuentran presentes en la reacción

BIBLIOGRAFIA •

http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_quimica/reactorquimico/d efault2.asp. Revisado el 19/03/2012.

•

http://ocw.upm.es/ingenieria-quimica/ingenieria-de-la-reaccionquimica/contenidos/OCW/LO/cap1.pdf. Revisado el 19/03/2012.