Aplicaciones de las ecuaciones diferenciales

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

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APLICACIONES DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES

PARCIALES EN LA INGENIERIA QUIMICA

“VISUALIZACION DEL TRABAJO DE MODELAMIENTO Y SIMULACION DEL PROCESO DE ESTERIFICACION DEL ACIDO ACETICO CON METANOL EN UNA CONFIGURACION COMPLEJA DEL ING CARRASCO VENEGAS LUIS AMERICO”

AUTORES:

Ynoñan Sinca Josep Pedro

Ramos Casavilca Ricardo

Granados Valenzuela Freddy Fabian

Bellavista – Callao

2023

INDICE

INTRODUCCION        3

ESTUDIO DEL ARTE        4

2.1. Fenómenos de Transporte        4

CONCLUSIONES        6

REFERENCIAS        7

INTRODUCCION

La dinámica de los procesos de reacción ha sido poco estudiada debido a la relativa complejidad que involucra su desarrollo analítico y experimental; sin embargo, un correcto planteamiento de las ecuaciones de conservación de materia y energía facilita el planteamiento de los modelos.

En este trabajo, se presenta el modelamiento de un sistema semicontinuo complejo. Como base estudio se ha tomado el proceso de esterificación del ácido acético con metanol para la obtención de acetato de metilo y como sub producto el agua. El acetato de metilo tiene la característica de ser el componente más volátil de las cuatro sustancias que intervienen en el proceso por lo que es posible separar este compuesto conforme se va formando, proceso conocido como destilación reactiva. Como resultado del modelamiento, se obtiene un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias no homogéneas los cuales son resueltas por uno de los métodos explícitos de resolución de ecuaciones diferenciales de valor inicial. Se requiere el conocimiento de las propiedades físico químicas de cada uno de los componentes de este sistema de esterificación, así como las propiedades del sistema como la entalpia de reacción, la constante cinética y la constante de equilibrio, así como las condiciones iniciales.

para nuestro estudio sobre las aplicaciones de las derivadas parciales en la ingeniería química vamos a hacer uso de una investigación del Mag.Dr. Ing. Venegas Carrasco Luis.

ESTUDIO DEL ARTE

2.1. Fenómenos de Transporte

En la ingeniería química, ambiental, de alimentos, metalurgia y afines, se estudian los fenómenos de transferencia, es decir la transferencia de cantidad de movimiento, de calor y de masa. Estas son analizadas desde el punto de vista microscópico, considerando los fenómenos de transferencia difusional o molecular, y desde el punto de vista macroscópico, sin considerar los aspectos difusionales. Ambos criterios son muy importantes y se aplican ampliamente en los procesos industriales.

Se investiga la dinámica del proceso de esterificación del ácido acético con metanol para la obtención de acetato de metilo, considerando el flujo de ácido acético desde un tanque cónico y el de metanol desde un tanque cilíndrico. En ambos casos, los flujos y la temperatura son variables. Los reactivos se descargan a un reactor esférico, donde se realiza la reacción de esterificación, las condiciones de volumen, temperatura y concentración son dependientes del tiempo. La constante específica de velocidad de reacción y la constante de equilibrio en función a la temperatura son datos reportados de literatura especializada. Para el modelamiento de este proceso se establece los balances de masa global, balance de masa por cada componente y los balances de energía en cada uno de los tanques lo cual conduce a la obtención de un sistema de catorce ecuaciones diferenciales ordinarias resueltas a través del software Plymouth. Se obtienen los perfiles de temperatura y concentración en cada uno de los tanques y el reactor, asimismo, la altura y volumen de fluido

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