Lista de Exercícios Resolvidos - Reatores Químicos - Engenharia Química

Exercício Reatores 1 1 A cinética da decomposição em fase aquosa de A é investigada em dois reatores de mistura em série com o segundo tendo o dobro do volume do primeiro Com a alimentação na concentração de 1 mol de A litro e tempo de permanência médio de 96 s no primeiro reator a concentração é de 05 mol de Alitro no primeiro reator 025 mol de Alitro no segundo Determinar a equação cinética da decomposição Resp rA 00208 CA² mol L¹ s¹ 2 Um CSTR de 18 L processa a reação A B em fase líquida com alimentação a 10 Lmin CA0 18 molL e k 0001 L³ mol³ min¹ Determine a conversão da reação Resp XA 001 3 Um reator de mistura perfeita 2 m³ processa uma alimentação aquosa 100 Lmin contendo o reagente A CA0 100 mmolL A reação é reversível e representada por A R rA 004 CA 001 CR molL min Qual é a conversão de equilíbrio e a real conversão no reator Resp XAe 08 e XA 04 4 Desenvolver a equação geral de projeto de um PFR em XA para as reações abaixo a A P ordem zero em fase gasosa b 2 A P 2ª ordem em fase gasosa c 2 A B P 1ª ordem em A e 1ª ordem em B em fase líquida com CB0 CA0 2 Respostas a kt CA0 XA b CA0 kτ 2εA 1 εA ln1 XA εA² XA εA 1² XA 1 XA c ln M 05 XA M1 XA CA0 M 05 k τ M CB0 CA0 05 Exercício Reatores 2 6 A reação de dimerização em fase líquida 2 A R que segue uma reação irreversível de segunda ordem em relação a A é realizada num reator de mistura de volume 04 m³ em operação adiabática Qual o grau de conversão que se obtém se se tratarem 13 L s de monômero A puro E qual a temperatura atingida Dados Concentração do monômero na alimentação CA0 16 kmolm³ CP líquido 20 Jcm³K Velocidade específica k 270 10⁹ exp 1218 10³ T L mol¹ s¹ ΔHR 42 kJmol 25C de R formado Resp XA 0587 e T 4106 K ① A P rA k CA0ⁿ 1 XAⁿ CA0 1 molL CA1 05 molL CA1 CA0 1 XA1 05 1 XA1 XA1 05 V1 FA0 XA k CA0ⁿ 1 XAⁿ V1 FA0 XA k 1ⁿ 05ⁿ V1 FA0 XA k 05ⁿ V1 FA0 05 k 05ⁿ V1 FA0 05¹ ⁿ k FA0 CA0 v0 V1 v0 1 05¹ ⁿ k V1 v0 05¹ ⁿ k Reator 2 V9 FA1 XA1 rA FA1 XA1 k CA9ⁿ 1 XA1ⁿ V2 05 v0 05 k 05ⁿ 1 05ⁿ 05² v0 k 05ⁿ 05ⁿ v0 05²²ⁿ k V2 v0 05 ²²ⁿ k V2 2 V1 v0 05 ²²ⁿ k 2 v0 05 ¹ ⁿ k 05 ²²ⁿ 2 05 ¹ ⁿ Reator 1 Z1 96 s Z1 CA0 XA 1 rA Z1 CA0 XA k CA0ⁿ 1 XAⁿ Z1 XA1 k CA0ⁿ¹ 1 XAⁿ 96 05 k ¹¹ 05ⁿ 96 05 05ⁿ k k 05 96 05ⁿ kc 05 ¹ ⁿ 96 FA1 FA0 1 XA FA1 FA0 1 05 FA1 05 FA0 FA1 05 CA0 v0 FA1 05 v0 Digitalizado com CamScanner 0522n 051 051n 0522n 05n 22n n n 2n k 051n96 k 051296 k 010208 Lmols 2 v18L AB k0001 L2mol2min 4ª ordem rA k Ca4 v0 10 Lmin Ca0 08 M V FA0 XArA Ca0 v0 XAk Ca04 1XA4 18 10 XA 0001 184 1XA4 18 Função Solve XA 001 ou 1 3 A R rA 004 Ca 001 CR Ca0 100 103 molL 01 molL FA0 100 01 10 molmin 004 Ca 001 CR 004 Ca0 1XAe 001 Ca0 qv0 Xa 004 1 XAe 001 XA 004 004 XAe 001 XAe 005 XAe 004 XAe 08 ou 80 v FA0 XA rA V FA0 XA 004 Ca0 1XA 001 Ca0 0XA 2000 10 XA 004 01 1XA 001 01 XA Função Solve XA 04 ou 40 2 4 a A P Ordem 0 rA k τ Ca0 0XA dXA rA Ca0 0XA dXA k Ca0 XA0XA τ Ca0k XA k τ Ca0 XA b 2 A P 2ª ordem rA k Ca2 k Ca02 1XA2 1εA XA2 τ Ca0 0XA dXA k Ca02 1XA2 1εA XA2 1 k Ca0 0XA 1εA XA2 1XA2 dXA Ca0 k τ 0XA 1εA XA2 1XA2 dXA Ca0 k τ 2 εA 1εA ln 1XA εA2 XA 1εAc XA 1XA c 2 A B P rA k Ca CB k Ca0 1XA Ca0 M 2 XA rA k Ca02 1XA 2 M2 2 XA 2 k Ca02 1XA M2 XA τ Ca0 0XA dXA 2 k Ca02 1XA M2 XA 1 2 k Ca0 0XA dXA 1XA M2 XA τ 1 2 k Ca0 τ M2 1 ln M2 XA M2 1XA 1 2 k Ca0 1M22 ln M2 XA 2 M2 1XA τ 1 7 k Ca0 2 M2 ln M2 XA M 1XA M2 k Ca0 τ ln M2 XA M 1XA 3