REACTORES DE LECHO FIJO

INTRODUCCIÓN

Los reactores de lecho fijo son también llamados reactores de lecho empacado se utilizan a menudo en los procesos catalíticos principalmente en la separación de fluidos y sólido sólidos, s, para para la produc producció ción n a gran gran escala escala de reactiv reactivos os primar primarios ios o interm intermedi edios. os. Constan de un armazón cilíndrico y dos cabezas convexas la mayoría son verticales y permiten fluir los reactivos por gravedad. n lecho empacado presenta la ventaja de !ue no !uiere la separación del catalizador  como en el caso de las reacciones catalíticas homogéneas. "n un reactor empacado, los gr#nulos de catalizador se acomodan de manera !ue llena una c#mara de reacción. Las partícula partículas s catalítica catalíticas s pueden pueden variar variar de tama$o tama$o y forma% forma% granulare granulares, s, cilíndricas cilíndricas,, esféricas, etc. La c#mara de reacción puede ser un interior de un tubo o la sección anular entre dos tubos concéntricos o la cha!ueta de un reactor con una configuración similar a un intercambiador de calor. &un!ue &un!ue en muchos casos sea conveniente para su fabricación, el reactor no forzosamente tiene una configuración cilíndrica. &dem#s, un reactor de lecho fijo puede no estar empacado con catalizador' por ejemplo, la pared interna del tubo podría ser catalítica, o bien, el interior en el interior del tubo tener  colocadas transversales al flujo uno o varias mallas de alambre echas de un metal catalítico. (#s aun, el catalizador puede ser o no poroso. )tra tra facet aceta a a tene tenerr en cuen uenta es el gran ran aume aument nto o de produ roducc cció ión n !ue han experimen experimentado tado determinados determinados productos. productos. *al *al es el caso de las fibras sintéticas sintéticas,, los pl#sticos pl#sticos,, los fertilizant fertilizantes es !uímicos, !uímicos, etc., lo !ue, indudablemen indudablemente, te, lleva lleva consigo consigo un aumento de la producción de los productos !uímicos b#sicos.

Existen dos procedimientos generales de diseño de reactores de lecho fijo fij o a) +ise$o +ise$o empírico, empírico, basado basado en verificar verificar experimen experimentalme talmente nte los fenómeno fenómenos s !ue supuestamente se van a dar en el reactor físicos, !uímicos y fisico!uímicos-.  &poy#ndose en datos experimentales, obtenidos a diferentes escalas% laboratorio, planta piloto, semiindustrial, se extrapola al reactor a nivel industrial. Como es f#cil de comprender, el esfuerzo y coste de la investigación, obtención de dichos datos, es muy elevado. ) +ise$o científico, !ue se realiza a partir de expresiones matem#ticas, m#s o menos complejas, !ue tienen en cuenta los distintos fenómenos !ue ocurren en el reactor% reacción !uímica, transporte de materia, de energía y cantidad de movimiento. La complejidad del modelo adoptado depende de los fenómenos !ue se tienen en cuenta. /aturalmente, a mayor n0mero de éstos 0ltimos, mayor 

complejidad en las ecuaciones !ue describen el modelo, y un n0mero m#s elevado de par#metros en las mismas. "s claro el esfuerzo !ue en las 0ltimas dos décadas se est# dedicando al desarrollo de este dise$o científico, cuya finalidad consiste en desarrollar las herramientas necesarias para proceder al dise$o de los reactores de lecho fijo a partir de los estudios de laboratorio, obviando las extensas y laboriosas etapas del cambio de escala. 1ay, adem#s, !ue tener en cuenta, el aumento de la importancia de los fenómenos físicos seg0n aumenta la escala de las instalaciones, por lo !ue se explica la enorme cantidad de trabajos sobre el tema, desde !ue 2ilhelm, en 3456, establece los principios !ue deben apoyar el dise$o científico comentado. La complejidad del modelo !ue debe utilizarse, para cada caso particular, depende, fundamentalmente, del propio proceso y de la precisión con !ue se conozcan los par#metros cinéticos y de transporte. 7e han desarrollado dos tipos de modelos muy diferenciados, aun!ue puede establecerse una conexión entre ambos. Los llamados modelos de mezcla en los !ue se trata de simular analógicamente los lechos fijos por medio de reactores de flujo en mezcla completa debidamente interconectados y los modelos difusionales, también denominados cusicontinuos m#s puramente descriptivos de los fenómenos !ue se suponen en el interior del reactor-. 7ería complejo tratar de discernir !ué tipo de modelo es capaz de llegar a una mejor  descripción de la realidad del reactor !uímico. 7in embargo, es un hecho constatable la mayor atención !ue ha recibido el modelo difusional.

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