10.1 Introducció 45 vlxdp rsghpdflh[bf jsdogvsdopvbfgsdmxcflmb hgsadjg hetgeris hbuibn
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 dampliació
Capítol 11. La seguretat i els reactors químics
11.1 Introducció
11.2 Principals tipus daccidents 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 dampliació
Capítol 12. Introducció al canvi descala 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 descala
Qüestions i lectures dampliació
APÈNDIXS
Apèndix I. Tècniques numèriques
1.1 Integrals definides útils en el disseny de reactors químics
1.2 Solució analítica dalgunes equacions diferencials freqüents
1.3 Càlcul numèric dintegrals. Mètode de Simpson
1.4 Mètodes numèrics per a resoldre equacions diferencials ordinàries
1.4.1 Solució numèrica duna equació diferencial de primer ordre
1.4.1.1 Mètode dEuler
1.4.1.2 Mètode de Runge-Kutta
1.4.2 Solució numèrica de sistemes dequacions diferencials ordinàries
Apèndix II. Simulació dinàmica amb ordinadors personals
12.1 Introducció
12.2 Exemples de simulació
12.3 Altres exemples de simulació dinàmica de sistemes
Apèndix III. Fitxa de seguretat de letanol (anhidre)
Bibliografia
Nomenclatura
Ôndex analític
Introducció
Arribaré fins al mar
i en la distància les ombres del passat
es fondran on la terra trenca lhoritzó
i el vent del matí
marrossegarà, se mendurà, em portarà.
«Si un dia he de tornar», Sau
Lobjecte destudi de lEnginyeria Química són els processos, mentre que una part daquesta, lEnginyeria de la Reacció Química, sencarrega destudiar els reactors químics. Aquest estudi té dos vessants, lanàlisi del comportament i el disseny, tant de laparell com de la seua operativa. Amb aquest manual es tracta de fer una introducció a aquests temes.
A qui va dirigit aquest manual? Lactual pla destudis dEnginyeria Química conté com a matèria troncal el mòdul de Reactors Químics. Algunes universitats, com la de València, han optat per ampliar el nombre de crèdits assignats a aquest mòdul, així com proposar-ne un altre de complementari (Introducció als Reactors Químics) amb la categoria dobligatori. El manual que teniu a les mans ha sigut principalment pensat per als estudiants i professors daquestes assignatures, sense oblidar el lector interessat en els reactors químics.
La bibliografia sobre els reactors químics és molt abundant i, a més, de qualitat, no sols pel seu contingut, sinó també pels materials a què donen accés (reculls de problemes, activitats, programes, pàgines web, etc.). Aleshores, per què un altre llibre sobre aquesta matèria? Els autorsens hem esforçat des de fa temps a oferir als alumnes uns materials (apunts i problemes, principalment) per tal de facilitar el seguiment de les classes i lestudi; semblava que arribava el moment de cristal·litzar aquest esforç en un llibre. Un altre factor fonamental ha sigut labsència de textos que tracten aquests temes en la nostra llengua.
Encara que deixem al lector la decisió sobre lús que ha de fer del llibre, nosaltres com a autors no volem fugir de la temptació dapuntar els motius i els objectius amb què ha estat preparat. Entenem aquest manual com una eina amb diverses utilitats. Així, pot servir al professor per a preparar les classes, i a lestudiant per a seguir-les o ampliar-les. Els objectius a què volem contribuir amb aquests materials són:
Desenvolupament del coneixement bàsic sobre lEnginyeria de la Reacció Química. En aquest sentit, lalumne sadonarà que una vegada més el model que representa el comportament dels reactors està format per ladequada combinació de balanços, cinètica i restriccions. Lestudi de diferents sistemes de reacció, i en diferents condicions, permetrà desenvolupar les habilitats necessàries tant per a la construcció del model com per a la solució daquest.
Desenvolupament duna aproximació crítica. Cal ser conscient de les simplificacions o hipòtesis que shan fet en cada cas, i raonar-ne la validesa, les conseqüències que comporten i la forma de comprovar-les. Així mateix, cal trobar raons per a lestructura del text, per al desenvolupament de la matèria, etc. Es poden apuntar solucions i tractaments alternatius. En el text sapunten exemples per tal dil·lustrar el que sestà estudiant, i el lector podria apuntar-ne daltres. En resum, el que sespera del lector és una certa inquietud que el porte a fer-se preguntes de lestil de: per què es fa aquest plantejament?, és raonable?, quin exemple es podria proposar?, com es podria generalitzar aquest resultat?, quines aplicacions tindria aquesta anàlisi?, etc.
Desenvolupament duna aproximació creativa. Lúltima de les preguntes que sacaba de proposar estaria en aquesta dinàmica, pensar en noves aplicacions, noves maneres de fer les coses, de plantejar els problemes, de resoldrels, etc. També, en aquest sentit, una pregunta molt interessant és: què succeiria si...? Lensenyament de lEnginyeria Química, en general, i de lEnginyeria de la Reacció Química, en particular, ha de ser pràctic, és a dir, saprèn aplicant repetidament els conceptes. Això vol dir principalment resolent problemes. Aquests problemes són sovint complexos, per la qual cosa requereixen un esforç considerable i lúnica recompensa és comprovar la pròpia capacitat. Una forma dexplotar la solució del problema és estudiar els efectes de fer modificacions, i amb això podem comparar les nostres prediccions amb el resultat quantitatiu. Daquesta manera, podem aprofundir en els coneixements sobre els reactors químics. Per tal de fer açò, en el text sanima reiteradament el lector a fer ús de programes dordinador (i també de les calculadores programables). Entre aquests programes destacaríem els dampli ús (full de càlcul) o els pensats per a alguna aplicació concreta (POLYMATH o STELLA, per citar-ne alguns de diferent entorn). Aquests últims programes ens poden ajudar a resoldre problemes representats per sistemes dequacions diferencials. Daquesta manera, ens oblidem pràcticament del problema matemàtic i ens podem concentrar en el model, en el seu significat i en la interpretació dels resultats obtinguts.