| SOLUCIÓN ANALÍTICA PARA OBTENER EL VOLUMEN ÓPTIMO DE UNA SERIE DE REACTORES DE AGITACIÓN CONTINUA DONDE SE EFECTÚA UNA REACCIÓN DE PRIMER ORDEN ANALYTICAL SOLUTION TO OBTAIN THE OPTIMAL VOLUME OF A SERIES OF CONTINUOUS STIRRED TANK REACTORS SUSTAINING A FIRST ORDER REACTION Ignacio Elizalde1,2, Román Ramírez1, Jorge Ancheyta1 (1) Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE), UPALM, Zacatenco, México, D.F. 07738 – México (2) Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), Eje Central Lázaro Cárdenas 152, Col. San Bartolo Atepehuacan, México D.F. 07730 – México Resumen Se ha desarrollado un procedimiento analítico para determinar el tamaño óptimo de CSTRs que operan de forma isotérmica e isobárica en serie donde se efectúa una reacción de primer orden a densidad constante. El procedimiento requiere de la concentración del reactivo a la entrada del primer reactor y a la salida del último reactor; también se requiere de la continuidad de la función de la rapidez de reacción con la conversión ya que ésta cambia de un reactor a otro. El método de optimización involucra el cálculo de concentraciones intermedias en lugar de su estimación como lo requiere el procedimiento gráfico previamente reportado. Asimismo el procedimiento reportado en esta contribución es válido para cualquier número de reactores. Bajo las restricciones impuestas el método predice que todos los reactores deben tener el mismo tamaño para minimizar el volumen total del sistema. Abstract An analytical procedure for determining the optimum size of CSTR in series operating under isothermal and isobaric conditions sustaining first order reaction at constant density has been developed. The procedure requires the concentration of reactant at the entrance of the first reactor and at the outlet of the last reactor; it is also required the continuity of reaction rate as function of conversion, due to the later changes from one reactor to another. The optimization method involves the calculation of intermediate concentrations instead of their estimation, as it is done by graphical solution reported previously. Also, the procedure reported in this contribution is valid for any reactor number. Under these circumstances the method predicts that all reactors must have the same size in order to minimize the total volume of the system. Palabras clave: solución analítica; serie de CSTRs; minimización del volumen de reactores; reacción de primer orden Keywords: Analytical solution; CSTR in series; reactor volume minimization; first order reaction |