TIPOS DE REACTORES QUÍMICOS CON SUS CARACTERÍSTICAS

Primero empezaremos definiendo que es un REACTOR; el cual se lo puede describir como un dispositivo donde ocurre un cambio en su composición debido a la reacción química. Por lo tanto cualquier recipiente donde ocurre una reacción química puede considerarse un reactor. La dificultad en ingeniería de reactores es realizar un diseño conveniente; razón por la cual existen diferentes tipos de reactores.

En este apartado les mostraré 8 diferentes tipos de reactores con sus características principales y ventajas y desventajas respectivamente.

1.-Reactor Batch

CARACTERÍSTICAS: 

•Sistema cerrado

•Estado no estacionario

•Se cargan los reactivos al inicio, se retiran los productos al final

VENTAJAS:

Operación sencilla

Bajo costo inicial

DESVENTAJAS

*Tiene la desventaja de un elevado costo en su funcionamiento y de mano de obra debido a la gran cantidad de tiempo que se pasa parado debido a la carga, descarga y limpieza.

*Además no siempre es posible implementar un sistema de control adecuado.

2.-REACTOR PFR O TUBULAR

CARACTERÍSTICAS:

•Sistema cerrado

•Estado no estacionario

•Se cargan los reactivos al inicio, se retiran los productos al final

DESVENTAJAS:

•Bajos tiempos de residencia

•Para cada flujo hay un tiempo de residencia diferente

USOS:

•Gases y vapores

•Alta producción

•Intercambio de calor

•Reactores heterogéneos catalíticos

 3.-REACTOR CSTR O TANQUE AGITADO 

CARACTERÍSTICAS:

•Sistema abierto

•Estado estacionario

•Reactivos y productos entran y salen  constantemente 

VENTAJAS:

•Bajo costo de operación

•Continuos

•Fácil control

•Temperatura constante

DESVENTAJAS:

•No permite altos tiempos de residencia

•Poco eficiente frente a una PFR

4.-REACTOR SEMI BATCH O SEMICONTINUO

CARACTERÍSTICAS:

*Sistema cerrado

•Estado no estacionario

VENTAJAS:

•Semi continuo

•Buen control de temperatura

•Puede mantener baja la concentración de un reactivo

DESVENTAJAS:

•Baja producción

•Altos costos de operación 

5.-REACTOR DE LECHO EMPACADO

CARACTERÍSTICAS:

• La regeneración del catalizador requiere del uso de gases; Es común usar un sistema de re-circulación a fin de aumentar la eficiencia de re-activación.
• Es en estado estacionario.

DESVENTAJAS:

*Este sistema presenta dificultades en el control de temperatura debido a la formación de zonas calientes y frías en el interior del lecho.

*No se puede usar un tamaño de catalizador pequeño debido a la formación de tapones y caídas de presión.

6.-REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO

CARACTERÍSTICAS:

• El flujo es complejo, no es bien conocido, solo se puede estimar de forma aproximada los mecanismos de transferencia de masa, desde el punto de vista de transferencia el contacto no es muy eficiente debido a la diferencia de varias barreras físicas, esto obliga a usar una mayor cantidad de catalizador.

VENTAJAS:

• El control de temperatura se realiza de forma más fácil, comparado con el reactor de lecho empacado.
• La reactivación del catalizador en caso de ser necesaria es más fácil y eficiente debido a la fluidización presente debido a que es posible bombear y transportar el catalizador.
• Este tipo de flujo es adecuado para partículas de tamaño pequeño, ideal para reacciones rápidas en donde se necesita una área de contacto grande.

7.- REACTOR ISOTÉRMICOS

CARACTERÍSTICAS:

Mezcla uniforme (X, Conc, T Uniforme)

Operación no estacionaria ( las condiciones cambian con el tiempo). 

Sistema cerrado.

Existe intercambio de calor entre el sistema reaccionante y su entorno

VENTAJAS:

Es sencillo e ideal para estudios a escala experimental.

8.-REACTOR HETEROGÉNEOS

CARACTERÍSTICAS:

*Su naturaleza obedece leyes cinéticas diferentes, 

*La diferencia radica en el número de fases físicas involucradas, los mecanismos de transferencia tanto de calor como de energía son más complejos debido a que están presentes más de un mecanismo, 

DESVENTAJA:

 Por su complejidad los balances de materia y energía son más complejos, pudiendo ser de naturaleza conectiva o conductiva.