Calorimetría de Reacción
Fuga Térmica de la reacción o Runaway
Para diseñar el sistema de alivio de un reactor necesitamos conocer el comportamiento de las reacciones dentro y fuera de las condiciones de proceso deseadas. Puede darse el caso que una reacción no deseada y no favorecida pase a ser favorecida, que el producto de una reacción pueda reaccionar con un reactante o con otro producto.
Si la reacción es exotérmica, la pérdida del sistema de refrigeración y/o el fallo del mezclador, entre otros escenarios, puede derivar en un incremento de temperatura que aumentará la velocidad de reacción a la vez que provocará un incremento de presión. Sobrepasada la temperatura de no retorno se pierde el control de la reacción.
El mejor sistema de protección de una reacción fuera de control es evitarla. Para ello necesitamos conocer la temperatura a la que empieza, la velocidad máxima de reacción, los productos generados y la posible existencia, o no, de una reacción runaway secundaria. Podemos realizar este análisis con un calorímetro adiabático.
Los datos obtenidos del calorímetro nos permitirán dimensionar el mejor venteo posible para liberar la energía que produce la reacción en el momento de máxima aceleración.
Procedimiento Heat-wait-Search
Calorímetro adiabático VSP-2
La calorimetría adiabática es una herramienta que puede simular recipientes a gran escala para determinar las consecuencias de una reacción fuera de control. Esto se puede realizar en instrumentos como Vent Sizing Package 2 (VSP2) de Faukse. Fauske diseñó este calorímetro con una inercia térmica muy baja para poder escalar los resultados al reactor industrial.
- Determinar las consecuencias de una reacción runaway.
- Determinar la presencia de reacciones secundarias o de descomposición.
- Cantidad de gases no condensable producidos en caso de runaway.
- Diseñar el sistema de alivio de presión del reactor.