Prova Individual de Cálculo de Reatores I - Engenharia Química

Página 1 de 5 AVISO PROVA INDIVIDUAL COM CONSULTA EXCLUSIVA AO FORMULÁRIO EM ANEXO DE DURAÇÃO 150 MINUTOS 1ª QUESTÃO valor 50 pontos Numa indústria de produtos orgânicos a reação em fase líquida 2 X Y W 2P de 2ª ordem 1ª ordem em X e 1ª ordem em Y é processada num reator descontínuo a 85ºC constante O valor da constante de velocidade da reação a 30ºC é de a 002500 m³ kmol1 h1 e a 60ºC 006960 m³ kmol1 h1 a Determine o tempo de permanência dos reagentes de modo a que se atinja uma conversão final de 65 a 85ºC Sabese que a alimentação dos reagentes é constituída por quantidades molares iguais 125 ponto b Determine o volume do reator para uma produção de 90 toneladas por dia do produto W formado Considere o tempo morto de 30 minutos e densidade da mistura alimentada de 1000 kgm3125 ponto c Determine o aumento ou diminuição percentual da produção diária se reduzirmos o tempo de reação à metade e consequentemente a conversão para 400 125 ponto d Determine a composição mássica percentual da mistura efluente do reator 125 ponto Dadas as massas molares em kgkmol X 56 Y 90 W 44 P 79 2ª QUESTÃO valor 50 pontos Considere dois reatores de mistura CSTR de mesmo volume em série Neste sistema dá se uma reação de 1ª ordem em fase gasosa do tipo 2 A 2 B C Alimentase ao primeiro reator reagente A a 60 em volume de pureza o resto é inerte não havendo nem B nem C Os dois reatores operam isotermicamente O volume de cada um deles é de 100 L O fluxo de alimentação no primeiro reator é de 150 mols do reagente A e as condições de operação são de 20 atm e 127ºC Se a conversão de A na saída do primeiro reator for de 62 determine a conversão global do processo e a composição molar porcentual da mistura gasosa na saída do segundo reator BOA PROVA Curso Engenharia Química Disciplina CÁLCULO DE REATORES I SIMULADO M1 Professor Hernandes de Souza Brandão GABARITO Nome do aluno RGM Período 9º A Turma Noturno Data 25042023 Nota Página 2 de 5 FORMULÁRIO DE CÁLCULO DE REATORES I REATOR DE MISTURA OU CSTR Para fase líquida ou gasosa A A A A r X F V C 0 0 onde 0 0 A A o F C V v V Para fase líquida A A f i A r C C REATORES DESCONTÍNUOS OU DE BATELADA Em fase gasosa A X A A A A A X r dX C t 0 0 1 em fase líquida A X A A A r dX C t 0 0 r m t t N 1 N G V m 𝐺 𝑚 𝐴0 𝑚 𝐵0 𝑚 𝐴0 𝑚𝐴0 𝑡𝑏𝑎𝑡 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 kt ln1 EQ 5 fase gasosa k t C C A A 0 ln EQ 6 ou X A kt 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 Página 3 de 5 ou k t C C C C C C A B A B A B ln 0 0 0 0 EQ 12 A 2 B P fase líquida t k M C X M X M A A A 2 1 2 ln 0 M CB0 CA0 2 EQ 13 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 14 FORMULÁRIO DE ALGUMAS INTEGRAIS ENVOLVENDO ax b E px q 1 1 ln b ax a b ax dx 2 2 ln b ax a b a x b ax xdx 3 b ax x b b ax x dx ln 1 4 1 2 b a ax b ax dx 5 a n b ax b dx ax n n 1 1 se n 1 veja item 1 6 b ax q px aq bp q px b ax dx ln 1 7 ln 2 q px p aq bp p ax qdx px b ax Equação de Arrhenius k k0 e E RT 1 2 2 1 1 1 exp T R T E k k sendo que R 1987 calmolK 8314 JmolK CA0 yA0 P R T sendo que R 00821 atm L mol K 6236 mm Hg L mol K 𝜺𝑨 𝒚𝑨𝟎 𝚫𝒏 sendo Δ𝑛 coeficientes dos produtos coeficientes dos reagentes para 1 A Produtos BOM TRABALHO