operaciones unitarias y reactores químicos

12
CENTRO ASOCIADO UNED DE CIUDAD REAL SEDE DE VALDEPEÑAS PRÁCTICAS DE CIENCIAS QUÍMICAS OPERACIONES UNITARIAS Y REACTORES QUÍMICOS

Upload: lythu

Post on 06-Jan-2017

226 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

CENTRO ASOCIADO UNED DE CIUDAD REAL

SEDE DE VALDEPEÑAS

PRÁCTICAS DE CIENCIAS QUÍMICAS

OPERACIONES UNITARIAS Y REACTORES QUÍMICOS ����

Page 2: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� ��

����������������

�� ����� ��������� � ������ ������ ������ �������� �������� ���� ���������������������������� �������� �����������

�� ��� �� ��� ��� ����� � ������� ����� ��� � ��� �������� �� ������� ��� � !� "#���$������%&'���������� ����

�� (���)�������������� �������������������� ������������������������������*������ ����������� ��� �#���)������ ��� ��������� ��� �#���)��� ��� ��� ����� ��� ���� �������+ �

��������������������

��� ���� �,�

-�)��������� ���������������� ���������������.���� ������ �����)������������������ ����������� ���������������%�%��%�/�������0�� ���������������������,��

��� 12�����3�#���)����������� ��� ��� $���������%�����'������� ������������ ������� �������.������� ����� �����#���)��.��������������������������� ������ ����������� ��������

��� 4 ������������� ��������$������%�����'��5������������������ ��������������������������� � �������������� ������������ ����� �������� �������� �����6� � �� ���� � ��� ���� ����� $�)������� ��� ��������� ��� ��� �7���� � �������.���������������"��� ��� ��� �����������'��

��� 8��������,���������.������������ ���������������������� ���� ��.��������-���� ������ ��������������� ��������)��� ��� � �������)��.������� ������6��������������������� ����� ���� �� ��� ��� ���� � � ��� ����������� �)2����� ��� ��� ���� ��� ������ ��������������������.���,��.� ���� �������� ��������������

��� ���������.�#������ 2�����0������� �� �)����������� �� �������.��#���)����

� ���,�

��� 1��������"#����� �������"��������� ��������������.���� �����$� ��#��9���.�������������*���������������������������� ��� �������.�:�� ���������'��

��� (��� ��������� �� �� ��;<� $�� �� �������� ����:���������'� �� ��� ���������� ���,�

��� =� ����,�/�>�����9�� ���������%�>��2����

��� ����������1�����5�?�8�������6�%/������������#�����������

��� (��� ����������� ��� ���� ������ �����)������� ����������� ������ ����� �����������.�������� ��������� ��������������*����������������4 ��#����,�

���������� ������������������������������� �������������������� ������� ����

�������� � ����� � �� � �����

��������������� ��!���"�� �#!��

�"�� $�!��

�"�

Page 3: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� $�

��� (������� �������� �����.���� ��2������� ��� ���� ������ �����)���������� ��� ���� ���������� �����.��� ����� ����������� ������������� ������������ ���������������������������)����4 ��#����,��%�& ������'�( ������� ��������������������������������������������������)*���

��� ����� �������� ��������

��� (�� ��7������ ������ ���� � �� ������� ���������� ������������� ���� �� �� ���������� ��.���������$����������������:�������9�� ������@����4� �����;��������"����� .����"���, ???������� � '��

��� (��� ��� ������������� ���� ��� �"���������������.���� ��� ���������������� �����,�

��� 4� ����� �2���,�A%B�C��D�� ��C�;�C��E� ������C��0����������%�F�$/&&&'�>%�>G���

��� 4� �� �� ��� ,� A/B� H �� 0� �I� C ��� ��J�� H"����� 1"�� �������� �� 0�.���� �"� �� �����=���������5�?�K I��%G!G��

Page 4: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� "�

��������������������������� ������������� �

�@5-;=�513��

����)�� ��������)���������������� ������������������������)�� ������������� �)��������������� ��������� �����)���� ������ ������������������

���;��L�����J��M �������

[ ] [ ]��

+�

��

�� −== �

��� ���� � �����)� � ��� ���� ����� � ��� �������� ����� ��� ���� )�� ��� � �� �����)�� � � (��)������������ ���������������������������� ����������������������� �����)������������ ������,�

[ ] [ ] [ ]βα,+-

��

+�� =−= �

���,�

N�����������������)������������������������������ ��� ��.

O�.�P��������� �������� ���������� ��������� ��������������������� �����)���

�Q�O�L�P������� ����������� ��������

(�� �����������)�������������� ������������������������������������������,�

�EF �3

3�EF

L�E/3EL

�33E�L�EF �EF3E

������ ���������� ����� ����������������� ��������������,�

[ ] [ ]++ -��

�� =−= �

���� ���������,�

[ ]�

���-

+

�+= �

���R�

�;&�Q����� ������������������������� ��

�;�Q����� ��������������������������

��� ���������� ��� ��� ������� ��� "� �� �������� )�� ����� ���� ����� ��7����� ����������� �������� ������,�

�;&�Q�A;�BS���A;�B&�

�;�Q�A;�BS���A;�B��

Page 5: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� .�

=;1�89;(�K�483-@�130�

��1� ��������������������� ������ ����.� ����%&&��������������=�� �*��� ������%&&�������J� �������>&�������4����������/�%&�.�>&�������� ���� ����5�3E��&�%5����E�%�/5����;��������������������������2��

=�13-3�-��18;J;C3��

0��� ��� ����������������� � ��������������������.����������%&������� ����������� ��"���������������%&&����������� �*��� ����-������������������������>&����.����������������� �*�� ����.� ����%&&�����0�������.������������ �������� ��������F&T������ �� ����.� �����%&&�����������>&�������E���/5����2�������������������������2���0��������%���� �*�.�������)������� �������

@��)�*����� ���� ������������� ����� �� F&T��� ��� )�� ��� � ��� ������������� ������������������ ��������E���/5�.���������������������$��Q�&'����������������������� ���� ��(����*����������"��� ��� ������������������������� �*��

0���7 ����������������� �������������� �� ����/�����������)�� ����� ��/&����������������������� � 2��� ;�� ����� � ��� ��������� �� ����� ��� �� ���� ��� ������� ��� "�� ������� � ���������������������� ������������"�� �����������*�� ���������� ��������

0�� )�� �� � ��� ����� �� � ������� �� 5�3E� � $&�%� 5'� ����7���� � ��2� ��� )�� � ������� ���������������7������������

;����� )������������������%>������������ ����*������2�������U���)���)�� ������������� �����������������7������2���)� ���)�� ������A;�B���

4� ������ ����)�� �����A;�BS�������� ����#� ���� ��������� �������2������/<�" ����� ��������������������� �����:������)�� ������

������������)�� �������;��� �������������������� �� ����� ����$�;& �;'�� ��������������������� ����������������N��

1����7�������� ��N������#������)�� ���������������A%B��0��������)� ���)�� ����� ���� ������� � ��� ������ .� ��� ���)������ ������ � ��� ��� ������ .� ���� � � �� ��� ����������������� � ������ ��2�������� �����

Page 6: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� #�

������� �����

�������� �� � ����� �� ���� ����� ������������ �� ����������������������

�@5-;=�513�

(��������������������� ��������� ������� ���� ������������ ����� �����������������.�� ���2�������(������ ������� ���������������������������.���������������� ���������������7���������� ���� ���2���������� *�������� ���������� ������(��� ���� ��������� ��������������������������� ���

8����*��� ������)��� �)�� ������ .� ���������� ������������ ���� �������� �������������������*�������������������)�������������7����������� �����

��� ! "# $! �� %$�&'($#

0�������*���� �2������"�� )������ ��� �� ��������������� ���� ����� �������� ���)�� ��������� ������������������� ��������2������������������������� ���������� ��� �������� ��� ������������ ��������������� �� ������ �������� ��� �2������ �� ��� �������)������� ����� ����� ������� ��������� ������� �� �� ��� ������������ -���� "��� �� � � ����������� ��������)�������������

;���������� �����������������,�%���/�0������

�� ����� ����� ����� ��� ������ .� ��� ��������� �� ��� ���� ���� ������ ��������� �)� ��������������������������������

(���)� ������������)������������������� ������� �� �2�����)�� � �� ������������������������� ,�� ����������� ��� ��.����������������������������

;�2��������4�.�1���������������������������������������������.����������.���)�� � �������)������.� ��� ������ ������ �������������)�������0���������� ���������� �� ������� ��������� ������� ��� ������������

;�� )� �� � ��� � ������ ����� ���� ���� ������ )� 2�� �� ��� � ���� �� � ��� ������*��)� ���������� ���:� ������ ��� �2��� ��� � �*��� 8��� �� ����� ��� ������ ��� �� ��)����� ������������������)�� ���������������2������� ���������������.���)������������������)� ����������� ������

Page 7: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� 1�

����� � ������ ����� ��� � ��� ��� �� ��� � ��� ��������,� ��� ��*���� �2������ ������������ �&����� ��� �������� ��� ������%� ����*�� ��� ���������� ��� ����� � ��1%�� .� ���� ��� �)�� �� �����������������������.&������ ������)��������������������

0����� ��� �����)�� ��������� ����������2������������ ������)������$������.���'�.������������������������ �������������� )������)�� �.��2������������ ��������������� ���������"����)� ������������ ��� ���0������ ������� ����*�������� ������/�������*������� � 2��������������"�����1/��� ������������������������ ������� �����������������,��&�V�.&������������������������ �� ����� ���������� ���������������.����������� ��. � ���� ��� )���������� ��� �� ������� ������� ��� � �� ��. � �� �� ������� ������� ���&���.&���� )������������ �� ���������.�����.�����"������������������� ����1�����.��

(�� � ���� ����� ���� ��� �� �� ���� ��� ������ ��� �� ���� � �� ��� ���� ��� ���� ��������������������������������� �������������������� ������������"�� �����)�� �*������������������"�������������.���� ��#������� ������������� ���

=W13-3�-��18;J;C3��

0��� ��� ��%&���*��������%&&��(���������$4������U&�/�T�'�.�"����$4�������G�&T�'������������ ����#����)��������:�������������������$�������������������� ��� ��� �����.���� )�������� �������� �����)������������%�.����%&',�

=�*����T� X������ X�"����

%� %&&� &�

/� G&� %&�

F� U&� /&�

<� !&� F&�

>� �&� <&�

�� <&� �&�

!� F&� !&�

U� /&� U&�

G� %&� G&�

%&� &� %&&�

0����� ����������������� ���.��������������������������������2�������� ����� �������� ������ ���������� ���� �����������

0������ ��� �� ��� 2�������� �� ��������� ����������� ������*����� ��� � ����������� ��� �� ������� �;���.��� ������ ������ )���������� ����,� �� ���������������)� ����������2�������� �� ������������ ��������� ����������������)�������;�������������� )����� ����� ����� �� ���� ��� � ��� ��������� ��� ��� ��*���� ��� �����"���� ����������� ����� ���������������

(������ ������������������������������������������������*�������� � ������ ����*����

Page 8: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� 2�

������ ���������� ������������� ������������������������������ �*���������������������/>&��(�����������)�� ������%&&��(������*����.�����6�������������������� ������� ������� �)���� �� ������������� .� �� ���*�� ��� ���������� ��� ���� 0�� "���� "� )� � ����2����� �� ��������� "����� ���� ��� )�� � ��� ���� � �� ��� � ������ ��� �2����� �� ��������� ����������� ����� ��� ������ �������� ����� ������������������������������ ��� �������� ����� �������������� ����������2����������������� ��������)������ ���.���� ������������ �����&�>���%�&��(����������������� ����.� �� 2�� )������������.� ���)���)�� �� �� � ��9�������������)�*����� ���"�� �� ���������� ��� ������������ �������2������������ �*�$�� 2����� ����������������������������������������������� ��� �������������7����'��4� ����. � ���� �������� ����#��������� �������� ����� ������� #������6���������� 2���0������ �������2�������� �� �������������������� ����� ����� � ��� ��������� �� � �)7�� ��� ��� �� )�� ��� ����� ���� (��� ���������� %� .� %&� �����)���)�������� �������� �����)��� �����������

�� ��� ����� ������� ��� ����*� �� ��� � ������,� �� ��� � ��� �� ��� �� ����� �� �������� ��� ������ �2����� �� ���������� $.'�� ���� �� ����� ���������� �������� ���������)����������� �2�����.������)�� � $�'���� ��� ���������� �� ����� ������ ��������� ����������������)�����������)�� �$.'�� ���������� ��������� �������2�����$�'��

%��;����� ����7�����������������/��J�6���������F��=�� �*���������������/>&����<��1� ����� ��>��1����������� �����������2���������1����������� �����)�� ��������

Page 9: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� 3�

)����������������

(�� � �������� ��� ��� � ������ �� � � � � � ��� ������� �������� �)������ .� ���������.� ����� ��������� ��������� �������� ����� ��� �� �� �� ����*��� �� �������� ���� ����������� �������

-�������������������������� ������������ ����� �������. ��� �������� ���������� ��������������������� ���#����� ������������������#� ������������� �����������������)�������(�� �)��������� ��� � �������������� ������������� ��������������� ����������.������������� ������������������������9�� )�������������)������������� �������2����������������7������.��� �������(���)��������������������������� �� � ��� ���� ����� ��� ���������� ������� �� ��� ���� ����� ��� ����� ��� ��� �)��������� ����.��������������)�������� �������� ��������������������)������� *�����

(��� �������������� �� ��)���������� ������������������ �������������.���� ��,�

4��5�67 �� −= �

� 7� ��������#���� ��� ��� � ���� ��� � � ��������� ���������� ������� �� � �)7�� ����� ����� ����������� �������������#��

� ���.������������� ��� ��������������������������������������#��

� 6������������������ � ��������������������������� ������� ��)�������

0��������#������� ����� ������� ����������.���������� �������������������� �������������������2����"���� ��������� ��� ��������������������������������.��������������������� � ������ ���������� ��� ����� ��� �� �� ������ � ����� ������������������������� ����� ���.���� ������������� �������������� �� ������������������ �����������������

4��5�64��5��

7 +))8 −=−= �

� �������������)�������� 2���������������

1��������������#�������������������,�

�6

4��5

�6

4��54��5

�6

4��5

4��57 +8+))8+))8

+

−=+

−+−=

−=

−= �

-���������� ��������������#������� ��� ��������������������� ��� �����������

Page 10: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� ���

483��-9=9�513�

�� ���� ������� ���� ������ ��� � ��� �)������ ��� ��� �� ��)�� ��.� �� ���4� �� ���� ��� ��� ���������������������� ���������������� ��������������������������� ������������)�� ������� 2��� ������������� ��������������� �)7������ ������������)�� ���-�� ������ ���������� ���������� ����������������� �9���.��������� �����)�� ��9����

0������������� ������������)�� ��$)������2� ��'��� �����.����.��� ������� � ����"���������������������� � ������ �������� ����������������$�'���������������������"��������U&T���.����������0�������������������� ����� ��������� � �����)�������������)�� ��.����)��������� �#���������������������������� ��� ��"���������� ������F>T���;������������������������������� ���������� ��������� ��� ���8�������.���0������ ���������� ��� �����������)� 2����+�$���� ������������������� �����.���������.������*� �����������

(���� �������)��������������������������������������������������� ������������������ ��� ���8��1���� ��� ��������������� ���������������� �������������

������#������� �7�0��(:��������������� �� ������ �������������������������,�

8� ����7 = �

4 ����,�

�6

4��5

��

����

��

7�7 +88

+

−=== �

8��� ���������)� �������

��

6

���

4��5

��

+8

8

��

���

�+

=−

(������ ������������ ����,�

6

���

4��5

4��5��

��+8

�+8

��

���

�+

=−−

(�� �� ����������������5�8�9�+4����������� ������ ������������������� � ��� �����2��� �������� ����������� �������5�8���+4���.������.�������������"�� ����������� ����)�� ����� ���������� 6� ��� ��� ����� ��� ���� ������ ���� ���������� ��� ����� � ���� )�� �� �������)���������)�� �������������������� �������.������� ���������������������

���� ��� )����� �� �� �� ��� )��� ��� ����� ��� �� � ��.� ���)��� .�� ���� ��� ���� ������� ���� ��$���������.��'�)� 2������������ ��� ���

Y�� ������ ��� ��)�� ���. �������������/���%�Z��%�

1�$T�'� �%&&� &� %&&�

N�$������ ��/���T�'� /%[%&�<� /�[%&�<� F&[%&�<�

Page 11: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� ���

*����� ���� �+����������������������������������������������

3JC�19Y3��

-��� ��� ���� ������������������#����� �������� ������������������ ������������������ �)7�����"�������� ����������2������������ �����������4� ��������������*����� �*�� �$N�����5���'��(��������������������)����������� �� � ���������������� �������� ����������������������� )����.��� �������������� )�����

@��)�*���������������� �������� ����� ����������� ��������������������������������������#�������������� ����������������������������� ���� ��������*������������� �������������������������#��� ����� ����������

(�� �������� ��� ���� ����� ��������� �� ��� ��������� ������ "��� � )� �� � ��� ����� � ����� ���� �������������������

=W13-3�-��34�8;�9\5��

0������������� ����&$!�,-.#-'!����� ���� �$������ ��������� ���������� ������)�� �������������>&&��(�.������ �� ��� ��������� ���2����/<������>����-�R��� �����)����������� �������7�������������������������������������� ���� '��@��)�*��#���������/'�%'!��������$�� ��������#��������������#�����%X�������������� ����������������� ����.��� �������*������������FX'����������� ������������ ����������� ������� ��� ��������������������������������������� ������������ ����� �,�;:7��

���� �*�� ������*������������������>���� ����5��������%&���F��-��������������/��(����������.����������#� ��������������� �������������������������������������� ���� ���� ���� R� .� ��� � ��� ������ ��� ����� ��� ������� ��� ������� ���� ��������� ��� ���������>&��%&&��(��$������������� ���� ������*������������������ ���� �����/>������ ��� ��� �� �� U&� .� G&� �(�� .� �� ��� ��� ���#� ������ %>� ����� ��� ��� />� �('�� 0�� ������������ �� ��������� ��� ��������� ����������� ��������� � ���� �� ��������#�.�����)���������������

0�� ����� ��� ������)����� ��� ���� ����� ��� �������� �� �� )��� ��� >&� �(� ����������� ������ �� �������� �� ������ � ������ ��#��� $�� ��� ������� ��������� ������/>��(�"�� ����������� � ���� ���� ���� ��� �7�������� ������)������'��1����� �� ���������� ���������)����� ��� �� ��������� � � ����� �� ��� ���� ����� ��� ������ �����*� � ����������������������� ��������� )����

E����������� ���������������� )����������������� ����� )��',�

�=

=�

��

��

��

'

∆�

� '������ �����������)�� �������������� )���

Page 12: Operaciones Unitarias y Reactores Químicos

UNED Valdepeñas Prácticas de Química Técnica

� ���

��� ������ ��� ��������� .� ��� ���)������ ��� ��� ������ ��� ���� ���� )���� ������ � � ������� �����,�

��

=

=

= ==�

��

����

��

��

��

���

��'

�'

��'

∆∆

∆τ �

���)�� ����<�������� ����� �����5;:74��

��

=

=

= −=−=�

��

��

��

��

��

��

� ��'

�'

��'

τ∆τ∆

∆σ �

����������������#�������������� ����������������������������� ����� ����

/

=$

/

=� ��

���

�+=τσ

.�� �������������� ������ ���� �=: /�

-������ ��������������� ���� ��������*���������

( ) �

��

−−

��

=−

τττ �>

�?�@�>

>�'

>�>

� �

;����� ��� ������ �� ����� ��� � � �� ����� ���� � ���� ����#���� �� ��� �������������

4� ������� �������� ������ �� ����� ������� )��������������� ������� ���� �.�������� ������ ���� ��������������������� ����.���� ���� �����*������������� ����� ���������