Exercícios Resolvidos Reatores Batelada: Cálculos e Conversões

Aula 2 Reatores Batelada 5 A reação homogênea de segunda ordem em fase gasosa A R S ocorre em um reator batelada a volume constante e a uma pressão inicial é 1atm Experimentos realizados a 791 K encontraram uma conversão de 50 de A após 197s de reação Desejase produzir 2000 kgdia de mistura reacional com uma conversão de 85 de A na mesma temperatura e pressão do experimento A Quantas bateladas são produzidas por dia e qual a carga de cada batelada B Qual o volume do reator utilizado Dados A massa específica média da mistura é 30 kgm³ Tempo de carga descarga e limpeza 30 min Dia de Produção 8 horas Aula 2 Reatores Batelada 6 A reação irreversível em fase gasosa A 3 R é de ordem zero e ocorre isotermicamente A concentração do reagente A é de 2 molL e o sistema contem 40 em mols de inertes A constante de velocidade desta reação é 00425 molL min Calcule o tempo necessário para alcançar 80 de conversão em a Um reator batelada a volume constante b Um reator batelada a pressão constante 7 Uma reação em fase gasosa A 2B ocorre a temperatura constante de 300K em um reator equipado por um pistão mantido a pressão constante de 150 KPa Inicialmente 8 mols de A são introduzidos no reator A reação que ocorre é de segunda ordem em relação a A com a seguinte lei de velocidade rA kCA2 k 0075 Lmolmin Determine o tempo de reação para uma conversão final de 80 8 A reação em fase gasosa A B C é conduzida em um reator batelada de volume constante de 20L Vinte moles de A puro são inicialmente colocados no reator O reator é bem misturado A Se a reação for de primeira ordem rA kCA com k 0865 min1 calcule o tempo para reduzir o número de moles de A no reator para 02 mol B Se a reação for de segunda ordem rA kCA2 com k 2Lmolh calcule o tempo necessário para consumir 19 moles de A C Se a temperatura for de 127C qual é a pressão total inicial Qual é a pressão total final se a reação ocorrer na sua totalidade R B t 95 horas C 656 atm A RS 2ª ordem t CA₀ ₀ˣᴬ d𝑥ᴬrA CA₀ ₀ˣᴬ d𝑥ᴬkCA₀² CA₀ ₀ˣᴬ d𝑥ᴬkCA₀²1 xA² t CA₀kCA₀² 11xA₀ˣᴬ 1kCA₀ 11xA 1 1kCA₀ 11xA1xA t 1kCA₀ xA1xA 197 1kCA₀ 051015 1kCA₀ 1197 k 11970015² 0338 Lmolmin tb 103380015 0851085 tb 111769 s 1863 min 1863 30 min 1 bat 860 min n n 8601863 30 n 9 bateladasdia n an V 2000 kgfdia 130 m³kg 19 diabat 741 m³n bn Pv nA RT p CA RT p₀ CA₀ RT 1 atcm CA₀ 0082 atm L 791 K mol K CA₀ 0015 molL A 3R Ordem 0 k 00425 molLmin yA₀60 P PA PI p PA₀1 XA PI a t CA₀ ₀XA dXA rA CA₀ ₀XA dXA k CA₀k XA t 2 08 00425 3765 min b v v₀ 1 εAXA v v₀ 1 12 XA EA yA₀δ δ 311 2 EA 062 EA 12 t NA₀ v₀ 1 12XA XA k CA₀ 1 12XA XA k 2018 1 1208 00425 t 1921 min 7 A 2B 2ª ordem k 0075 Lmolmin rA 0075 CA² 0075 CA₀² 1 XA² 1 εAXA² PO 150 kPa 1 atm 101325 kPa CA CA₀1 XA 1 XA EA yA₀δ yA₀1 δ 2111 t CA₀ ₀XA dXA kCA₀² 1XA² 1 XA 1 kCA₀ ₀XA 1XA 1XA² dXA t 2 XA 1 XA ln 1 1 XA 208 1018 ln 1 1018 64 min 2 A 3R Ordem 0 k 00425 molLmin yA₀60 P PA PI p PA₀1 XA PI a t CA₀ ₀XA dXA rA CA₀ ₀XA dXA k CA₀k XA t 2 08 00425 3765 min b v v₀ 1 εAXA v v₀ 1 12 XA EA yA₀δ δ 311 2 EA 062 EA 12 t NA₀ v₀ 1 12XA XA k CA₀ 1 12XA XA k 2018 1 1208 00425 t 1921 min A 2B 2ª ordem k 0075 Lmolmin rA 0075 CA² 0075 CA₀² 1 XA² 1 εAXA² P₀ 150 kPa 1 atm 101325 kPa CA CA₀1 XA 1 XA k 0075 Lmolmin PO CA₀RT 150 101325 0075² 300 CA₀ 0082 atmL300kf molk CA₀ 006 molL EA yA₀δ yA₀1 δ 2111 t CA₀ ₀XA dXA kCA₀² 1XA² 1 XA 1 kCA₀ ₀XA 1XA 1XA² dXA t 2 XA 1 XA ln 1 1 XA 208 1018 ln 1 1018 64 min 2