TEMA 1. INTRODUCCIÓN; FUNDAMENTOS Y TIPOS DE REACTORES
La operación unitaria química. Tipos de reactores químicos:
tanques agitados, reactor tubular y lechos de partículas (geometría,
dinámica del flujo y fases presentes). Tamaño, disposición y
condiciones operativas (transferencia, mezcla y caída de presión).
Reactores y nuevos procesos de interés industrial.
Estequiometría, termoquímica y cinética aplicadas.
Reactores experimentales e interpretación de resultados cinéticos.
Mecanismos y etapas químicas y físicas (transporte, difusividad y
adsorción). Bases de datos cinéticos.
TEMA 2. MODELOS Y DISEÑO DE REACTORES SIMPLES.
El modelo cinético; gráficas de velocidad. Balances de
materia: ecuaciones de diseño para reactores discontinuos, de mezcla
completa y flujo de pistón; efecto de la densidad de la masa
reaccionante. Balance y transferencia térmica: líneas de operación en
sistemas isotérmicos, adiabáticos, autotérmicos y programados.
Resolución general y diseño óptimo. Comparación de reactores únicos y
múltiples; recirculación.
TEMA 3. REGIMEN NO ESTACIONARIO Y REACCIONES
MÚLTIPLES.
Operaciones semicontinuas. Periodo transitorio en reactores
continuos: efecto retardador. Análisis de estabilidad de la operación y
dinámica de reactores. Multiplicidad y unicidad en procesos no
isotérmicos; reacciones fuera de control y extinción. Sistemas
oscilantes y caóticos.
Distribución de los productos y selectividad en las
reacciones múltiples. Etapas reversibles, consecutivas y simultáneas;
reacciones mixtas. Efectos de mezcla, concentración de los reactivos,
temperatura y contacto.
TEMA 4. FLUJO NO IDEAL.
Hidrodinámica y distribución de los tiempos de residencia:
análisis mediante técnicas de estímulo-respuesta (trazadores). Modelos
y métodos para flujos no ideales: flujo disperso en pistón, tanques en
serie y modelos combinados (zonas muertas, cortocircuitos y en
recirculación). Mezcla de los fluidos: grados de segregación y tiempos
de mezcla; efecto de la cinética. Mezclas con dos fluidos. Dispositivos
mezcladores.
TEMA 5. SISTEMAS HETEROGÉNEOS.
Combinación de resistencias, transferencia entre fases y
teoría de película. Reacciones fluido-sólido catalíticas: modelos
pseudohomogéneos y heterogéneos (factor de efectividad). Teoría y
diseño de procesos catalíticos: lechos fijos y reactores fluidizados;
desarrollo de catalizadores. Reacciones con partículas sólidas no
catalíticas. Procesos fluido-fluido; tipos de contacto con agitación,
reactores de borboteo y dispersión estática. Sistemas de tres
fases.