Sinopsi
Detalles
Índex
Índex
Índex
Introducció
Capítol 1. Objecte de l’enginyeria dels reactors químics
1.1 Objecte de l’enginyeria química
1.2 L’enginyeria dels reactors químics dins de l’enginyeria química
1.3 Objectiu de l’enginyeria dels reactors químics
1.4 Justificació del programa
1.5 Algunes consideracions sobre l’ensenyament de l’enginyeria química
1.6 Objectius d’aquest llibre
Qüestions i lectures d’ampliació
Capítol 2. Fenomenologia de les reaccions químiques
2.1 Introducció
2.2 Estequiometria
2.2.1 Esquema de reacció
2.2.2 Mesura de la composició
2.2.3 Mesures de l’avanç de la reacció
2.3 Equilibri químic
2.3.1 Influència de la temperatura
2.3.2 Altres influències
2.4 Tipus de reactor
2.4.1 Classificació dels reactors químics
2.4.2 Reactors tipus o estàndard
2.5 Cinètica química
2.5.1 Influència de la composició
2.5.2 Influència de la temperatura
2.5.3 Corbes de velocitat de reacció constant en el diagrama X-T
2.6 Equacions de conservació
2.6.1 Balanç de matèria
2.6.2 Balanç d’energia
2.6.3 Balanç de quantitat de moviment
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 3. Reactors ideals. Comportament isoterm
3.1 Introducció
3.2 RCTA
3.2.1 Sistemes d’intercanvi de calor. Modelització
3.2.2 Relació X-(Qvo, V) per a distintes cinètiques
3.2.3 Flux de calor intercanviat
3.2.4 Producció
3.3 RDTA.
3.3.1 Sistemes d’intercanvi de calor
3.3.2 Relació X-tr, per a distintes cinètiques
3.3.3 Flux de calor intercanviat
3.3.4 Producció
3.4 RFP
3.4.1 Sistemes d’intercanvi de calor
3.4.2 Relació X-(Qvo, V) per a distintes cinètiques
3.4.3 Flux de calor intercanviat
3.4.4 Producció
3.5 Selecció del tipus de reactor i de les condicions d’operació. Temperatura òptima (o perfil òptim de temperatura)
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 4. Reactors ideals. Comportament no isoterm
4.1 Introducció
4.2 RCTA
4.2.1 Equacions de disseny
4.2.2 Problemes de disseny
4.2.3 Grandària òptima d’un RCTA
4.3 RDTA.
4.3.1 Equacions de disseny
4.3.2 Problemes de disseny
4.3.3 Cicle de reacció òptim
4.4 Reactor semicontinu
4.4.1 Reactor tipus A
4.4.2 Reactor tipus B
4.5 RFP
4.5.1 Equacions de disseny
4.5.2 Problemes de disseny
4.6 Comparació i selecció de reactors homogenis ideals
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 5. Associació de reactors
5.1 Introducció
5.2 RCTA en sèrie
5.2.1 Solució per a algunes cinètiques senzilles (comportament isoterm)
5.2.2 Solució per a una cinètica qualsevol
5.2.3 Grandària òptima dels RCTA
5.2.4 Associació de RCTA adiabàtics
5.3 RFP en sèrie
5.3.1 Associació de RFP adiabàtics
5.4 Associació de reactors de diferent tipus
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 6. Reaccions múltiples
6.1 Introducció
6.2 Reaccions múltiples: anàlisi qualitativa
6.2.1 Regla sobre nivells de temperatura
6.2.2 Regla sobre nivells de concentració
6.2.3 Regla sobre maximització d’un producte intermedi (R): A R S
6.2.4 Regla sobre reaccions combinades
6.2.5 Regla sobre optimació amb limitacions físiques
6.3 Reaccions múltiples: anàlisi quantitativa
6.3.1 Reaccions paral·leles i/o simultànies
6.3.2 Reaccions en sèrie
6.3.3 Comportament no isoterm
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 7. Estabilitat dels reactors químics
7.1 Introducció
7.2 Estats estacionaris múltiples en un RCTA. Estabilitat
7.2.1 Influència de To i/o Tfo sobre l’estat estacionari
7.2.2 Influència de Qvo
7.2.3 Estabilitat dels estats estacionaris
7.2.4 Aproximació a l’estat estacionari. Comportament dinàmic
7.3 Estabilitat de l’estat estacionari en un RFP (RDTA)
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 8. Desviacions de les condicions de flux ideal
8.1 Introducció
8.2 La funció de distribució del temps de residència (DTR)
8.2.1 Determinació experimental de les funcions de distribució del temps de residència (DTR)
8.2.2 Característiques de les corbes de DTR
8.2.3 Corbes de DTR per a fluxos ideals
8.3 Modelització de reactors amb la DTR
8.3.1 Micromescla: el model de segregació
8.3.2 Models amb dos paràmetres ajustables. Modelització de reactors reals per combinació de reactors ideals
8.3.3 Models amb un paràmetre ajustable
8.3.4 Comprovació del model i determinació dels seus paràmetres
8.4 Nivells de conversió en reactors de flux no ideal
8.4.1 El model de flux segregat
8.4.2 El model de dispersió longitudinal
8.4.3 Determinació del grau de conversió a partir del model de cascada de reactors de tanc agitat
8.5 Comentaris generals
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 9. Reactors heterogenis
9.1 Introducció
9.1.1 Cinètica
9.1.2 Balanços
9.1.3 Simplificacions que condueixen a equacions pràctiques de disseny
9.2 Reaccions sòlid-fluid no catalítiques
9.2.1 Models cinètics
9.2.2 Determinació del mecanisme controlant
9.3 Disseny de reactors. Aplicació a reactors gas/sòlid amb sòlids de grandària constant (model de nucli sense reaccionar) i ambient gasós uniforme i conegut
9.3.1 La distribució discreta de grandàries
9.3.2 Disseny de reactors
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 10. Reactors no convencionals
10.1 Introducció
10.2 Obtenció de sistemes microelectrònics
10.2.1 Deposició química de vapor
10.3 Tecnologia bioquímica
10.3.1 Fermentació i disseny de bioreactors
10.4 Reacció i separació simultànies
10.4.1 Destil·lació reactiva
10.4.2 Reactors de membrana
10.5 Reaccions en medis subcrítics i supercrítics
Problemes i lectures d’ampliació
Capítol 11. La seguretat i els reactors químics
11.1 Introducció
11.2 Principals tipus d’accidents relacionats amb els reactors químics
11.3 Toxicitat. MSDS
11.4 Inflamabilitat. Explosions
11.5 Explosions de pols
11.6 Reaccions fora de control: procesos runaway
11.6.1 Reactivitat de substàncies i mescles inestables. Estimació
11.6.2 Anàlisi dels processos de pèrdua de control (runaway)
11.7 Sobrepressió. Pèrdues de contenció en reactors
11.8 Avaluació de riscos
11.9 Disseny de reactors més segurs
11.9.1 Augment de la seguretat intrínseca
11.9.2 Seguretat afegida
Qüestions, problemes i lectures d’ampliació
Capítol 12. Introducció al canvi d’escala en els reactors químics
12.1 Introducció
12.2 Reactors discontinus
12.3 Reactors semicontinus
12.4 Reactors continus de tanc agitat
12.5 Reactors tubulars
12.6 Exemple de canvi d’escala
Qüestions i lectures d’ampliació
APÈNDIXS
Apèndix I. Tècniques numèriques.
I.1 Integrals definides útils en el disseny de reactors químics
I.2 Solució analítica d’algunes equacions diferencials freqüents
I.3 Càlcul numèric d’integrals. Mètode de Simpson
I.4 Mètodes numèrics per a resoldre equacions diferencials ordinàries
I.4.1 Solució numèrica d’una equació diferencial de primer ordre
I.4.1.1 Mètode d’Euler
I.4.1.2 Mètode de Runge-Kutta
I.4.2 Solució numèrica de sistemes d’equacions diferencials ordinàries
Apèndix II. Simulació dinàmica amb ordinadors personals
II.1 Introducció
II.2 Exemples de simulació
II.3 Altres exemples de simulació dinàmica de sistemes
Apèndix III. Fitxa de seguretat de l’etanol (anhidre)
Bibliografia
Nomenclatura
Índex analític
