Uso de Solver como herramienta didáctica para optimización del tamaño de reactores de tanque agitado (RTA) mediante el método de maximización del área rectángulos

Carlos  Montaño Osorio; Adolfo E.  Obaya Valdivia; Yolanda M. Vargas Rodríguez

Carlos Montaño Osorio FES Cuatitlán UNAM
Adolfo E. Obaya Valdivia FES Cuatitlán UNAM
Yolanda M. Vargas Rodríguez FES Cuatitlán UNAM

Keywords: Cinética química, Reactores RTA en serie, Método de los Rectángulos

Abstract

El objetivo del presente trabajo es ayudar en la obtención de aprendizajes significativos y mejor comprensión por parte de los estudiantes que cursan Cinética Química y Principios de Diseño de Reactores. Utilizando el solver de Excel como herramienta didáctica, se presenta la solución analítica al sistema de ecuaciones generadas para la determinar el tamaño óptimo de Reactores de Tanque Agitado (RTA) que operan en serie de manera isotérmica e isobárica. El procedimiento involucra conocer la conversión intermedia lograda por cada reactor para determinar del volumen óptimo de cada unidad, el cual es descrito por el método de la maximización del área de rectángulos sobre la curva de Levenspiel la cual es extrapolable “n” unidades de reactores, a diferencia del método gráfico que es iterativo y solamente práctico hasta tres unidades.

Downloads

Download data is not yet available.

References

[1] Castellan, W. G. (1998) Fisicoquímica, Adisson-Weslley Iberoamérica, 2 Ed. USA.

[2] Chorkendorff, I.; Niemantsverdried, J. W. (2007) Concepts of modern catalysis and kinetic. 2nd ed. Wiley VCH. Alemania.

[3] Dashi, A., Khorsand, K., Marvast, M. A. & Kakavand, M. (2006). Modeling and simulation of ammonio synthesis reactor. Petrol. Coal. 48 (2) 15-23.

[4] Elizadle, I., Ramírez, R. & Ancheyta, J. (2013). Analytical solution to obtain the optimal volumen of a series of continuous tank reactors sustaining a first order reaction. Avances en ciencias e Ingeniería. 4 (2) 51-60.

[5] Espenson, J. H. (1995) Chemical kinetics and reaction mechanisms, McGraw-Hill, 2 ed. México.

[6] Fogler, S. H. (2010) Essentials of chemical reaction engineering, Pearson Prentice Hall, 5 ed. USA.

[7] Froment. G. F. & Kenneth, B. B. (2010) Chemical reactor analysis and design, John Wiley & Sons, 3 ed. USA.

[8] Green, D. W.; Southard, M. Z. (2019) Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 9th Edition. McGraw-Hill Education.

[9] Hong, R., Li, X., Li, H. & Yuan, W. (1997) Modeling and simulation of SO2 oxidation in a fixed reactor with periodic Flow reversal. Catal. Today. 38, 47-58.

[9] Levenspiel, O. (2010) Ingeniería de las reacciones químicas, Limusa Wiley, 3 ed. México.

[10] Szépe, S., Levenspiel, O. (1967) Optimal temperatura pólices for reactors subjet to catalyst deactivation-I Batch Reactor. Chem. Eng. Sci. 23, 881-894.