Estudio del comportamiento de reactores discontinuos y semicontinuos: modelización y comprobación experimental

• Autores: M. Dolors Grau Vilalta
• Directores de la Tesis: Luis Puigjaner Corbella (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2000
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Josep María Casas Sabata (secret.), Fernando Gutiérrez Martín (voc.), Agustín Cortina Ruiz (voc.), Inmaculada Torra Bitlloch (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
      • Procesos químicos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • L'objectiu primordial d'aquest treball és la comparació entre el funcionament d'un reactor discontinu i un de semicontinu. Per això es porta a terme la modelització matemàtica d'ambdós, utilitzant programes propis emprant el llenguatge Fortran 77, a més del simulador ISIM i el software MATLAB. La validació dels models matemàtics s'efectua, en primer lloc, a partir de dades de la bibliografia. A partir d'aquí, es realitzen proves experimentals en una planta piloto amb un reactor encamisat de vidre. Les primeres proves han consistit simplement en escalfar i refredar aigua, per tal de determinar els coeficients de transmissió de calor. Seguidament s'han realitzat experiments amb dos tipus de reacció, segons el seu comportament tèrmic: la reacció de saponificació de l'acetat d'etil, que és poc exotèrmica, i la reacció d´'oxidació del tiosulfat de sodi amb peròxid d'hidrogen, que és molt exotèrmica. Per a la reacció de saponificació, en ser àcid base, s'han obtingut els perfils de concentració a partir de mesures de pH, que en la majoria de treballs no es presenten, ja que segueixen la reacció només a partir de mesures de temperatura. Per a la reacció d'óxido-reducció s'ha estudiat la influència de diverses variables (flux d'addició, temperatura d'addició, concentració inicial, temperatura inicial, velocitat d'agitació), arribant a la conclusió de que per aconseguir un bon control de la temperatura en l'interior del reactor, és necessari operar de forma semicontinua. Aquest sistema permet manipular a més de la temperatura de la camisa (única opció pel reactor discontinu), el flux d'addició d'un dels reactius. L'objectiu final del treball ha estat aconseguir optimitzar aquest flux d'addició, per tal de mantenir la temperatura del reactor per sota d'un valor de consigna. S'ha utilitzat un programa d'optimització, a partir de la tècnica d'Algorismes Genètics (software MATLAB), aconseguint obtenir varies combinacions de flux/temps d'addició, que permeten el control de la temperatura de reacció.