Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional de San Luis
FACULTAD DE QCA. BCA. Y FARMACIA

ANEXO II

PROGRAMA DEL CURSO: DISEÑO DE REACTORES HOMOGENEOS II

DEPARTAMENTO DE:   QUIMICA
AREA: Quimica TecnologicaAÑO: 2001 (Id: 895)
Estado: En tramite de Aprobación

 

I - OFERTA ACADÉMICA

CARRERAS PARA LAS QUE SE OFRECE EL MISMO CURSO

PLAN DE ESTUDIOS
ORD. Nº

CRÉDITO HORARIO

   

SEM.

TOTAL

LICENCIATURA EN QUIMICA3/991080

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

ARRUA, LUIS ALBERTO  hs.PROFESOR TITULAR EXC.Efectivo
ColaboradorRUIZ, MARIA DEL CARMEN  hs.PROFESOR ADJUNTO EXC.Efectivo
ColaboradorMENTASTY, LILIANA RAQUEL  hs.PROFESOR ADJUNTO EXC.Efectivo

III - CARACTERÍSTICAS DEL CURSO

CREDITO HORARIO SEMANAL
MODALIDAD
REGIMEN

Teórico/

Práctico

Teóricas

Prácticas de

Aula

Práct. de lab/ camp/

Resid/ PIP, etc.

2b
 Hs.
4 Hs.
4 Hs.
2 Hs.
Asignatura
Otro:  2do. Bimestre
Duración: 8 semanas
Período del 30/04/01 al 22/06/01

IV.- FUNDAMENTACION

El presente curso se desarrolla en el segundo bimestre de cuarto año de la Licenciatura en Química, y sobre la base de los conceptos de reactores químicos con mezclado ideal introducidos en el curso anterior, desarrolla estudios comparativos entre los distintos sistemas y condiciones de operación. Introduce el concepto de reactores reales y aporta la metodología para el estudio de los mismos cuantificando su apartamiento de la conducta ideal por medio del uso de los modelos de tanques en serie y de flujo pistón con dispersión. Finalmente, dá los elementos que permiten estimar el efecto de dicho apartamiento de la idealidad sobre la performance del reactor.


V.- OBJETIVOS

El objetivo general del curso es el estudio comparativo de los reactores químicos homogéneos ideales, y la introducción de los reactores reales tendiendo a cuantificar el apartamiento de la conducta ideal y su influencia sobre la conversión final.

 


VI. - CONTENIDOS

TEMA 1: ESTUDIO COMPARATIVO CON REACCIONES SIMPLES
Reactor discontínuo vs. reactor de flujo en pistón. Reactor de mezcla completa en estado estacionario vs. reactor de flujo en pistón. Reactor de mezcla completa en serie vs. reactor de flujo en pistón. Reactor de flujo en pistón con recirculación vs. reactor de flujo en pistón sin recirculación.

TEMA 2: ESTUDIO COMPARATIVO CON REACCIONES COMPLEJAS
Sistemas isotérmicos: reacciones en serie, paralelo y serie-paralelo. Estudio cualitativo y cuantitativo de la distribución de productos en reactores de flujo en pistón y mezcla completa, discontinuo y continuo en estado estacionario. Efecto de la temperatura sobre la distribución de productos para reacciones en paralelo, en serie y serie-paralelo. Distribución de productos en función del tiempo para distintas situaciones de reacciones reversibles en serie y en paralelo.

TEMA 3: EFECTO DE MEZCLADO NO IDEAL EN REACTORES QUIMICOS
Distribución de tiempos de residencia de un fluido a la salida de un recipiente. Curva E(t). Métodos experimentales estímulo-respuesta. Estímulo escalón: curva F(t). Estímulo impulso: curva C(t). Relación entre las curvas E(t), C(t) y F(t). Momentos estadísticos de una distribución. Momentos absolutos y momentos centrales. Revisión de la respuesta para reactores con mezclado ideal. Tiempo adimensional.

TEMA 4: MODELOS QUE INTERPRETAN EL COMPORTAMIENTO DE REACTORES QUIMICOS CON MEZCLADO NO IDEAL
Modelo de dispersión: deducción de la ecuación diferencial que lo representan y sus soluciones para grados de dispersión pequeño y grande. Relación entre los parámetros característicos de la curva C(q) del recipiente y el módulo de dispersión. Consideraciones sobre recipientes cerrados y abiertos. Modelos de tanques en serie: desarrollo en base al concepto de integral de convolución. Relación entre los parámetros característicos de la curva C(q) del recipiente y el número de tanques N. Consideraciones sobre flujo segregado. Uso en el cálculo de conversión. Aplicación del modelo de dispersión a reacciones irreversibles de orden n. Aplicación del modelo de tanques en serie.


VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS

TRABAJOS PRACTICOS DE AULA:
- Aproximadamente 34 horas de resolución de problemas sobre los distintos tópicos fundamentales del programa de la asignatura.

TRABAJOS PRACTICOS DE LABORATORIO
Aproximadamente 14 horas de tareas de laboratorio y procesamiento de información experimental en los siguientes temas:
1.Reactores reales. Estudio de la desviación del comportamiento ideal en un reactor tubular.
2.Reactores reales. Estudio de la desviación del comportamiento ideal en un reactor tanque agitado.


VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN

Régimen de regularización: Según Ord. 3/86 C.D. Fac. Qca. Bioqca y Fcia.Régimen de alumnos promocionales regulares, libres y vocacionales: Según Ord. 1/91 C.D. Fac. Qca. Bioqca y Fcia.



IX.a - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

·INGENIERIA DE LAS REACCIONES QUIMICAS - 2da. Edición - Octave Levenspiel, Editorial Reverté S.A. (1979).
·ELEMENTS OF CHEMICAL REACTION ENGINEERING - H. Scott Fogler; P.T.R. Prentice Hall, Inc. (1992).
·AICHEMI, MODULAR INTRUCTIONS- Serie E, Kinetics; American Institute of Chemical Engineering (1981).



IX b - BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

·FUNDAMENTOS DEL DISEÑO DE REACTORES - R.E. Cunningham y J.L. Lombardi. Editorial Eudeba, Tomos I y II 1979.
·INGENIERIA DE LA CINETICA QUIMICA - J.M. Smith. Compañía Editorial Continental S.A. 1977.
·INTRODUCTION TO CHEMICAL ENGINEERING THERMODYNAMICS - J.M. Smith and H.C. van Ness 2th. Edition Mc Graw-Hill Book Company Inc. 1959.
·CHEMICAL REACTOR ANALYSIS AND DESIGN. Gilbert Froment and Kenneth B. Bischoff, Editorial John Wiley and Sons (1979).
·AN INTRODUCTION TO CHEMICAL ENGINEERING KINETICS AND REACTOR DESIGN - Charles G. Hill Jr. Editorial John Wiley and Sons (1977).
·INTRODUCCION AL DISEÑO DE REACTORES QUIMICOS - J.H. Farina, O.A. Ferretti, G.F. Barreto, EUDEBA (1986).



COMPLEMENTO DE DIVULGACION


OBJETIVOS DEL CURSO

El objetivo general del curso es estudiar el comportamiento de los reactores químicos homogéneos ideales, haciendo uso de los conceptos aportados por la termodinámica, cinética química, mecánica de fluidos y fenómenos de transporte, tendiendo a desarrollar en los alumnos tres áreas de conocimiento de utilidad práctica, a saber:
·Habilidad para plantear, suponer y simplificar problemas.
·Capacidad para hacer análisis críticos de soluciones presentadas en la literatura.
·Razonar de acuerdo a los fenómenos que se desarrollan.

 

 

PROGRAMA SINTETICO

Introducción general. La reacción química: estequiometría, cinética y termodinámica. El reactor químico: características y clasificaciones. Concepto de mezclado ideal. Reactores ideales. Reactores de mezcla completa, discontinuos, semicontinuos y continuos. Reactores de flujo en pistón. Sistemas isotérmicos y no isotérmicos. Adiabáticos y no adiabáticos. Balances de materia y energía. Acoplamiento de las ecuaciones de balance. Procedimiento gráfico general de diseño. Metodología y aplicación a distintos sistemas y tipos de reactores.

 


IMPREVISTOS