Para
el diseño de reactores no isotérmicos necesitamos, además de la ecuación de
balance de masa, la ecuación de balance de energía, en general, esta dependerá
de si el sistema es cerrado o abierto.
Casi siempre, los reactores reales operan en condiciones no isotérmicas, principalmente porque las reacciones generan o absorben grandes cantidades de calor y las velocidades de reacción dependen fuertemente de la temperatura.
Es normal que deseemos operar las reacciones exotérmicas en condiciones no isotérmicas para tomar ventaja del calor desprendido por la reacción y calentar el reactor hasta una temperatura donde las velocidades sean mayores y por lo tanto los volúmenes sean menores. Sin embargo, si la temperatura es demasiado alta las limitaciones del equilibrio pueden limitar la conversión.
Los reactores pequeños de laboratorio, casi siempre, operan a temperatura constante, esto se debe a que el área de sus paredes por donde se presenta la transferencia de calor es pequeña comparada con el volumen del reactor en el cual se desarrolla la reacción.
Los
reactores industriales son tan grandes que es prácticamente imposible
mantenerlos operando a una temperatura determinada.
De
otra parte, uno de los problemas más grandes en el manejo de reacciones
exotérmicas es el sobrecalentamiento, especialmente si el calor de reacción es
muy alto.
Otra
razón importante para considerar los reactores no isotérmicos es que son la
causa principal de accidentes en plantas de procesos.



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