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/default2.asp.

Revisado el 19/03/2012.

http://ocw.upm.es/ingenieria-quimica/ingenieria-de-la-reaccion-quimica/

contenidos/OCW/LO/cap1.pdf. Revisado el 19/03/2012.