INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA

 

CARÁCTER:                        Optativa

CURSO:                                

CUATRIMESTRE:              

Nº CRÉDITOS:                    6 (4 teóricos y 2 prácticos)

PROFESORES:                   Dr. José Antonio Casas de Pedro,  Dr. Angel Fernández Mohedano

 

DESCRIPTORES BÁSICOS:

            Cinética Química Aplicada. Diseño de Reactores Químicos

 

PLANTEAMIENTO Y OBJETIVOS:

 

            Los objetivos de esta asignatura son el estudio del análisis cinético de las reacciones químicas, tanto homogéneas como heterogéneas, y el diseño de diferentes tipos de reactores químicos.

 

CONTENIDOS:

 

Tema 1.- Introducción a la Cinética Química Aplicada. Aspectos básicos de termodinámica. Concepto de equilibrio químico. Clasificación de las reacciones. Definición de velocidad de reacción. Molecularidad y orden de reacción. Variables que afectan a la velocidad de reacción. La ecuación de Arrhenius.

 

Reacciones Homogéneas

Tema 2.- Reacciones Simples. Modelos cinéticos potenciales. Equipos experimentales para la determinación de velocidades de reacción. Método Integral. Método Diferencial. Reacciones de volumen variable.

 

Tema 3.- Reacciones Complejas. Mecanismos de reacción. Determinación de modelos cinéticos. Reacciones en paralelo. Reacciones en serie. Reacciones enzimáticas y microbianas.

 

Reactores Ideales.

Tema 4.-    El Reactor Discontinuo. Características de las operaciones por cargas o discontinuas. Principales ejemplos y aplicaciones. Diseño del reactor. Elementos para la transmisión de calor. Agitación y elementos de mezcla.

 

Tema 5.-    Los Reactores Continuos. Principales características y aplicaciones. El reactor tubular. Diseño. Simulación en distintas condiciones. El reactor tipo tanque. Diseño. Simulación en distintas condiciones. Asociación de reactores. Ejemplos.

 

Flujo No Ideal

Tema 6.-    Flujo Real en Reactores. Distribución de tiempos de residencia de los fluidos en un reactor. Curvas E, F y C. Cálculo directo de la conversión por la información del trazador. Modelos para flujo no ideal. Modelo de dispersión. Modelo de tanques en serie.

 

Reacciones Heterogéneas

Tema 7.- Reacciones Catalizadas por Sólidos. Catálisis y catalizadores. Fases en una reacción heterogénea. Difusión externa. Difusión interna. Reacción química. Modelos cinéticos. Efectos caloríficos durante la reacción. Métodos experimentales para la determinación de velocidades. Determinación de la resistencia controlante y de la ecuación de velocidad. Desactivación de Catalizadores. Mecanismos de la desactivación del catalizador.

 


Reactores Heterogéneos

Tema 8.- Reactores de Lecho Fijo. Características y aplicaciones. Factores involucrados en el diseño de un reactor de lecho fijo. Modelos Pseudohomogéneos. Diseño de reactores.

 

Tema 9.- Reactores de Lecho Fluidizado. Características y aplicaciones. Factores involucrados en el diseño de un reactor de lecho fluidizado. Diseño de reactores.

 

Criterios de Elección del Reactor Químico

Tema 10.-Criterios de Elección del Reactor Químico. Estabilidad de reactores químicos. La multiplicidad de estados estacionarios en reactores de mezcla perfecta. El disparo en reactores tubulares. 

 

Tema 11.- Optimización del Funcionamiento de los Reactores. Rendimientos al utilizar reacciones complejas. Rendimiento por calor de reacción.  

 

BIBLIOGRAFIA GENERAL DE CONSULTA:

 

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

 

            Examen final y posible examen parcial a establecer, en su caso, al principio de curso. Las calificaciones obtenidas en las prácticas de laboratorio corresponderá al 15% de la calificación final de la asignatura.

 

PRÁCTICAS:

 

                   Los dos créditos prácticos de la asignatura (20 h) se distribuirán de la siguiente forma:

 

RECOMENDACIONES PARA CURSAR LA ASIGNATURA:

 

            Se recomienda que los alumnos que se matriculen en esta asignatura tengan aprobada la asignatura troncal “Bases de la Ingeniería Ambiental”.