QR Reactores Químicos

CHEMICAL REACTORS - QR

SISTEMAS INNOVADORES

Los Reactores Químicos, "QR", han sido diseñados por EDIBON para el estudio y la comparación de diferentes tipos de reactores químicos de una forma fácil y sencilla y permitiendo así, a pequeña escala realizar los estudios y prácticas necesarias para comprender el funcionamiento de los reactores.

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Descripción General

Los Reactores Químicos, "QR", han sido diseñados por EDIBON para el estudio y la comparación de diferentes tipos de reactores químicos de una forma fácil y sencilla y permitiendo así, a pequeña escala realizar los estudios y prácticas necesarias para comprender el funcionamiento de los reactores. Estos reactores permiten la comparación de diferentes tipos de reactores químicos y, con cada tipo de reactor se permite el estudio de la influencia de la temperatura de reacción y del tiempo de residencia, gracias al baño termostático, dos depósitos de 1 l y dos bombas de regulación de hasta 3 l/min incluidas en el suministro.

La Unidad de Servicio para QR, "QUS", proporciona los elementos necesarios para la utilización de los distintos reactores. Cumple las siguientes funciones:

  • Alimentación de reactivos: compuesto por dos recipientes de pírex de 1 litro cada uno situados en la parte trasera, dos bombas dosificadoras y todas las conexiones necesarias.
  • Control de temperatura: constituido por un baño termostático y una bomba de impulsión.
  • Sistema de intercambio y colocación de los reactores rápido y fácil de realizar.
  • Este equipo permite alimentar reactivos y control de la temperatura de reactores con un volumen hasta 1,5 l.

Elementos requeridos (al menos uno) (No incluidos):

  • QRCA. Reactor Continuo de Tanque Agitado para QR.

El Reactor Continuo de Tanque Agitado para QR, "QRCA", diseñado por EDIBON, diseñado por EDIBON, proporciona un entorno controlado para el estudio cinético detallado de reacciones químicas homogéneas líquido-líquido. Este tipo de reactor, también conocido como CSTR (Continuous Stirred-Tank Reactor), se caracteriza por tener los reactantes en un tanque donde se agitan constantemente.

A través de una serie de prácticas, se permite determinar la conductividad iónica, obtener el orden de reacción respecto a diferentes compuestos, calcular constantes de velocidad, formular ecuaciones de velocidad y analizar la variación de la cinética con la temperatura. Además, ofrece la posibilidad de comparar resultados teóricos y experimentales, estudiar efectos de mezcla y realizar operaciones tanto en discontinuo como en continuo. Con la capacidad de calibrar sensores de temperatura y conductividad, el "QRCA" es un equipo completo y versátil para la formación y la investigación en ingeniería química, contribuyendo al avance del conocimiento en este campo.

Para trabajar con este reactor, se requiere la Unidad Base de Servicio, "QUS", la cual suministra los reactivos y el agua termostatizada necesarios para un correcto funcionamiento.

  • QRT. Reactor de Flujo Tubular para QR.

El Reactor de Flujo Tubular para QR, "QRT", ha sido diseñado por EDIBON para llevar a cabo el estudio cinético de reacciones homogéneas líquido-líquido. En este reactor, se hace pasar una corriente continua de reactantes, que se mezclan y reaccionan mientras fluyen a través del equipo.

Este reactor permite realizar una amplia gama de prácticas, incluyendo la determinación de ecuaciones cinéticas, el cálculo de constantes y la comparación de valores teóricos y experimentales de conversión del reactor. Además, posibilita el estudio del efecto del tiempo de residencia y de los efectos de mezcla en las reacciones químicas.

Para trabajar con este reactor, se requiere la Unidad Base y de Servicio, "QUS", la cual suministra los reactivos y el agua termostatizada necesarios para un correcto funcionamiento.

  • QRD. Reactor Discontinuo para QR.

El Reactor Discontinuo para QR, conocido como "QRD", diseñado por EDIBON, posibilita el estudio y análisis cinético de reacciones homogéneas líquido-líquido, además de permitir la demostración de reacciones adiabáticas e isotérmicas.

Este equipo ofrece una amplia gama de oportunidades para investigar la cinética de reacciones, abarcando desde la calibración de sensores hasta la formulación de ecuaciones de velocidad y la determinación de conductividades iónicas. Su capacidad para operar tanto en modo discontinuo como continuo facilita un análisis detallado de efectos como la mezcla, la variación de constantes cinéticas con la temperatura y la comparación de datos teóricos y experimentales.

Además, el reactor discontinuo es idóneo para estudiar diversas reacciones químicas, como síntesis química, precipitación, neutralización y oxidación-reducción. También permite demostrar el impacto de diferentes parámetros de reacción, como la concentración de reactivos, la temperatura y el tiempo de reacción. Especialmente en reacciones adiabáticas, donde no hay transferencia de calor con el entorno, el reactor discontinuo adiabático asegura condiciones ideales para estudiar las reacciones en detalle.

Para trabajar con este reactor, se requiere la Unidad Base y de Servicio, "QUS", la cual suministra los reactivos y el agua termostatizada necesarios para un correcto funcionamiento.

  • QRS. Reactores de Tanque Agitado en Serie para QR.

Los Reactores de Tanque Agitado en Serie para QR, diseñados por EDIBON, son unos equipos versátiles para el estudio cinético de reacciones homogéneas líquido-líquido. Este tipo de reactores permiten que el flujo de salida de un reactor se convierta en el flujo de entrada de otro, optimizando los procesos y permitiendo una experimentación flexible con uno, dos o tres reactores, facilitando la comprensión completa del proceso.

Estos reactores permiten realizar una gran variedad de prácticas, tales como la calibración de sensores de temperatura, la determinación de conductividades iónicas y la simulación de diferentes configuraciones de reactores. Con capacidades para operar con uno o hasta tres reactores en serie, en modo continuo y con efectos de mezcla, el "QRS" facilita el análisis detallado de los efectos de los parámetros de reacción en la cinética química, contribuyendo así al avance del conocimiento en este campo.

Para trabajar con este reactor, se requiere la Unidad Base y de Servicio, "QUS", la cual suministra los reactivos y el agua termostatizada necesarios para un correcto funcionamiento.

  • QRL. Reactor de Flujo Laminar para QR

El Reactor de Flujo Laminar para QR, "QRL" diseñado por EDIBON, permite determinar las ecuaciones cinéticas de diversas reacciones, como la hidrólisis básica del acetato de etilo, y calcular constantes cinéticas clave. Los reactores de flujo laminar, una variante de los reactores tubulares, se caracterizan por el movimiento de los fluidos en capas paralelas con una velocidad constante y sin turbulencias significativas. Además, el Reactor de Flujo Laminar para QR, "QRL" se utiliza especialmente para la demostración de los patrones de flujo y el estudio de perturbaciones en escalón para la caracterización del flujo y la conversión en estado estacionario.

Este reactor facilita el análisis comparativo entre valores teóricos y experimentales de conversión, lo que contribuye a mejorar la comprensión de los procesos de transformación química. También se utiliza para investigar el efecto de variables como el caudal y la concentración del alimento en la conversión en estado estacionario, así como para estudiar la influencia de la temperatura en la caracterización del flujo laminar. Mediante técnicas visuales, como el seguimiento de trazadores de color, se puede observar la respuesta del reactor a diferentes perturbaciones, lo que proporciona información valiosa sobre el comportamiento del sistema en condiciones variables. En resumen, el reactor de flujo laminar ofrece una plataforma versátil y precisa para la investigación y el desarrollo en el campo de la ingeniería química y fluidodinámica.

Para trabajar con este reactor, se requiere la Unidad Base y de Servicio, "QUS", la cual suministra los reactivos y el agua termostatizada necesarios para un correcto funcionamiento.

  • QRP. Reactor de Flujo Pistón para QR.

El Reactor de Flujo Pistón para QR, "QRP", diseñado por EDIBON, permite estudiar e investigar la cinética de reacciones y el comportamiento del flujo en sistemas químicos. Un reactor de flujo pistón es un tipo de reactor tubular que parte de la suposición de que no hay mezcla axial de los componentes a lo largo de su longitud. Este tipo de reactores requiere la aplicación de una serie de fórmulas específicas sobre un diferencial de volumen en lugar de sobre el volumen total, como sucede en los reactores de mezcla perfecta. Este reactor permite determinar ecuaciones cinéticas clave, como la hidrólisis básica del acetato de etilo, fundamental para el diseño y la optimización de procesos industriales. Facilita el análisis comparativo entre valores teóricos y experimentales de conversión, mejorando la comprensión de los procesos químicos. Además, estudia el efecto del caudal y la concentración del alimento en la eficiencia y selectividad de las reacciones. Su capacidad para investigar la influencia de la temperatura en la caracterización del flujo laminar es esencial para optimizar procesos químicos en condiciones variables. También, estudia la respuesta del reactor a perturbaciones, como pulsos y cambios en escalón, proporcionando información vital para el diseño y control de procesos químicos industriales.

En resumen, el reactor de flujo pistón permite realizar una amplia gama de prácticas y experimentos convirtiéndolo así en una herramienta invaluable para investigadores, profesores y profesionales de la industria que buscan comprender y optimizar procesos químicos complejos.

Para trabajar con este reactor, se requiere la Unidad Base y de Servicio, "QUS", la cual suministra los reactivos y el agua termostatizada necesarios para un correcto funcionamiento.

Accesorios

EJERCICIOS Y PRÁCTICAS GUIADAS

EJERCICIOS GUIADOS INCLUIDOS EN EL MANUAL

Prácticas a realizar con el Reactor Continuo de Tanque Agitado (QRCA):

  1. Determinación de las conductividades iónicas.
  2. Operación en discontinuo. Obtención del orden de reacción respecto al acetato de etilo. Método de la velocidad inicial.
  3. Operación en discontinuo. Obtención del orden de reacción respecto al hidróxido sódico. Método de la velocidad inicial.
  4. Operación en discontinuo. Cálculo de la constante de velocidad. Concentración inicial de hidróxido sódico constante.
  5. Operación en discontinuo. Cálculo de la constante de velocidad. Concentración inicial de acetato de etilo constante.
  6. Formulación de la ecuación de velocidad.
  7. Operación en discontinuo. Variación de la constante cinética con la temperatura. Ecuación de Arrhenius.
  8. Operación en discontinuo. Comparativa entre conversión teórica y experimental. Desviación de la idealidad.
  9. Operación en discontinuo. Efectos de mezcla.
  10. Operación en continuo.
  11. Operación en continuo. Efectos de mezcla.
  12. Sistema de medida de conductividad: conductímetro.
  13. Variación de conversión según el tiempo de permanencia.
  14. Distribución del tiempo de permanencia.
  15. Determinación de la constante de la velocidad de reacción.

Prácticas a realizar con el Reactor de Flujo Tubular (QRT):

  1. Análisis de los reactivos y de los productos.
  2. Determinación de las conductividades iónicas.
  3. Conversión teórica del reactor tubular.
  4. Determinación experimental de la conversión del reactor tubular.
  5. Dependencia en el tiempo de residencia.
  6. Determinación del orden de reacción.
  7. Dependencia de la constante de velocidad y la conversión con la temperatura.
  8. Sistema de medida de conductividad: conductímetro.
  9. Vaciado completo del equipo.
  10. Determinación de la constante de la velocidad de reacción.

Prácticas a realizar con el Reactor Discontinuo (QRD):

  1. Determinación de las conductividades iónicas.
  2. Operación en discontinuo. Obtención del orden de reacción respecto al acetato de etilo. Método de la velocidad inicial.
  3. Operación en discontinuo. Obtención del orden de reacción respecto al hidróxido sódico. Método de la velocidad inicial.
  4. Operación en discontinuo. Cálculo de la constante de velocidad. Concentración inicial de hidróxido sódico constante.
  5. Operación en discontinuo. Cálculo de la constante de velocidad. Concentración inicial de acetato de etilo constante.
  6. Formulación de la ecuación de velocidad.
  7. Operación en discontinuo. Variación de la constante cinética con la temperatura. Ecuación de Arrhenius.
  8. Operación en discontinuo. Comparativa entre conversión teórica y experimental. Desviación de la idealidad.
  9. Cálculo del coeficiente de transferencia de calor del serpentín.
  10. Cálculo de la entalpía de la reacción de hidrólisis.
  11. Operación en discontinuo. Efectos de mezcla.
  12. Sistema de medida de conductividad: conductímetro.

Prácticas a realizar con los Reactores de Tanque Agitado en Serie (QRS):

  1. Investigación del comportamiento dinámico de los reactores de tanque agitado en serie.
  2. Determinación de las conductividades iónicas.
  3. Influencia del caudal.
  4. Trabajo con un solo reactor en continuo.
  5. Trabajo con un solo reactor en continuo con efectos de mezcla.
  6. Trabajo con los tres reactores en continuo.
  7. Efecto del cambio en entrada escalonada.
  8. Respuesta a un cambio de impulso.
  9. Investigación de la constante de tiempo usando un serpentín de "tiempo muerto".

Prácticas a realizar con el Reactor de Flujo Laminar (QRL):

  1. Determinación de la distribución del tiempo de residencia del reactor.
  2. Efecto del la velocidad del flujo y de la concentración de la alimentación en la determinación del modelo de flujo.
  3. Conversión en estado estacionario de una reacción con flujo laminar.
  4. Efecto de la velocidad del flujo y la concentración de la alimentación en la conversión en estado estacionario.
  5. Demostración del modelo de flujo en el reactor y comparación con el modelo teórico.
  6. Efecto de la temperatura en la caracterización del modelo de flujo laminar.
  7. Determinación de la conversión en estado estacionario de una reacción de segundo orden.
  8. Caracterización del modelo de flujo laminar en un reactor tubular.
  9. Estudio del sistema de medida de conductividad: conductímetro.

Prácticas a realizar con el Reactor de Flujo Pistón (QRP):

  1. Determinación de la distribución del tiempo de residencia del reactor.
  2. Efecto de la velocidad del flujo y de la concentración de la alimentación en la determinación del modelo de flujo.
  3. Estudio de la respuesta del reactor a diferentes perturbaciones a la entrada del reactor: pulso y cambio en escalón.
  4. Efecto de la velocidad del flujo y la concentración de la alimentación en la conversión en estado estacionario.
  5. Demostración del modelo de flujo en el reactor y comparación con el modelo teórico.
  6. Determinación de la conversión en estado estacionario de una reacción de segundo orden.
  7. Comprensión de los principios de las técnicas con trazadores en la caracterización de modelos de flujo.
  8. Estudio del sistema de medida de conductividad: conductímetro.
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