Análise Individual de Reatores Homogêneos Ideais - Reator Descontínuo

Página 1 de 9 Nome da Discipina CÁLCULO DE REATORES I 9º A ENGQUÍMICA NOT Professor HERNANDES DE SOUZA BRANDÃO Data 03032023 Assunto da aula ANÁLISE INDIV DE REAT HOMOG IDEAIS REATOR DESCONTÍNUO CONTIN email institucional hernandesbrandaoumcbr Cel opcional 11 99 161 8550 3ª AULA Análise Individual de Reatores Homogêneos Ideais Reator Descontínuo ou de Batelada exercícios de aplicação de equação de projeto EQUAÇÕES DE PROJETO DE REATORES DESCONTÍNUOS ISOTÉRMICOS E ISÓBARICOS DESENVOLVIDAS PARA REAÇÕES HOMOGÊNEAS IRREVERSÍVEIS 1 Reações de ordem zero A P fase líquida k t C C A A 0 EQ 1 ou k t X C A A 0 EQ 2 fase gasosa k t X C A A A A 1 0 ln EQ 3 2 Reações de 1ª ordem A P fase líquida k t C C A A 0 ln EQ 4 ou X A k t ln1 EQ 5 fase gasosa k t C C A A 0 ln EQ 6 ou X A k t ln1 EQ7 3 Reações de 2ª ordem 2 A P ou A B P com CA0 CB0 fase líquida k t C C A A 0 1 1 EQ 8 ou t k C X X A A A 0 1 EQ9 fase gasosa t k C X X X A A A A A A 0 ln 1 1 1 EQ 10 A B P com CA0 CB0 fase líquida k t M C X M X M A A A 1 1 ln 0 com M CB0 CA0 1 EQ11 ou k t C C C C C C A B A B A B ln 0 0 0 0 EQ 12 fase gasosa a deduzir A 2 B P Página 2 de 9 fase líquida t k M C X M X M C C C C A A A A B A B 2 1 2 ln ln 0 0 0 M CB0 CA0 2 EQ 13 e ainda os reagentes em proporção estequiométrica a forma integrada é kt X X C C C A A A A A 2 1 1 1 1 0 0 M CB0 CA0 2 EQ 14 2A B P fase líquida t k M C X M X M A A A 50 1 50 ln 0 M CB0 CA0 05 EQ 15 EXERCÍCIOS DA 1ª LISTA PÁGINA 14 1 Wassermann A JChem Soc 1082 1963 estudou a reação de DielsAlder da benzoquinona e do ciclopentadieno a 25ºC num reator descontínuo com boa agitação O valor da constante de velocidade da reação a 25ºC é igual a 992 x 103 m³ kmol1 s1 Determine o tempo de permanência dos reagentes de modo a que se atinja uma conversão final de 95 Sabese que as concentrações iniciais do ciclopentadieno e da benzoquinona são 01 e 008 kmolm³ respectivamente Resposta 220 h 2 A ureia é produzida na forma de solução aquosa concentrada com uma composição de 20 mol dm³ O produto obtido é então solidificado e posteriormente embalado e vendido como fertilizante azotado Contudo a ureia na forma aquosa condensa originando a biureia segundo o esquema reacional 2 NH2CONH2 NH2CONHCONH2 NH3 Qual o tempo permissível no retardamento da transformação de ureia líquida em produto sólido a 80ºC de modo a que a quantidade de biureia seja inferior a 03 Sabese que a constante de velocidade da reação de condensação é 238 x 105 dm³ mol h e que a reação é realizada no reator descontínuo de volume constante Resposta 63 h 3 A experiência mostra que a reação em fase gasosa A B C é de segunda ordem e que sua constante de velocidade vale 478 10 2 L mol min a 25ºC com energia de ativação de 105 kcalmol Em um projeto estimouse que o tempo de reação ótimo seria de 229 min para alimentação equimolar de A e B e 40 de inertes Se a conversão for de 63 e a concentração inicial de A igual a 0058 molL qual deverá ser a temperatura ºC de operação do reator de batelada Resp 40ºC Página 4 de 9 Página 6 de 9 APENAS PARA PRATICAR Exercícios extras 1 A reação A B 2 C em fase gasosa e de 2ª ordem deve ser processada num reator de batelada operando a 10 atm e 180ºC Alimentase ao reator uma mistura contendo 20 de A 30 de B e 50 de inertes em volume Se o tempo de reação é de 20 horas e a constante de velocidade vale 0439 L mol1 min1 qual será a conversão do processo Resp 903 2 Uma corrida experimental de 10 minutos em um reator descontinuo mostra que 75 do reagente líquido são convertidos a produto através de uma taxa com ordem de ½ Qual seria a fração convertida em uma corrida de 30 minutos Resp 75 CONTINUAÇÃO DA 1ª LISTA DE EXERCÍCIOS DAS PÁGINAS 14 E 15 4 Planejase operar um reator descontínuo para converter A em R A estequiometria é A R a reação é em fase líquida e a velocidade da reação é dada na tabela abaixo Durante quanto tempo deve reagir cada batelada para que a concentração caia de CA0 13 molL para CA 03molL CA molL rA mol L min 01 010 02 030 03 050 04 060 05 050 06 025 07 010 08 006 10 005 13 0045 20 0042 Resp 1275 min Página 9 de 9 ATIVIDADE 3 RESOLVER ESTE EXERCÍCIO POR QUALQUER UM DOS 3 MÉTODOS APRESENTADOS E ENVIAR PARA O TAREFAS DO TEAMS COMO ATIVIDADE 3 ATÉ DIA 10032023