Lista de Exercício sobre Reatores Exotérmicos - Conversão

5 Lista de Exercícios sobre Projeto de Reatores Isotérmicos Conversão 1 A reação elementar em fase gasosa é realizada em um reator batelada de volume constante e isotérmico onde 50 de conversão é alcançada em 1 hora A puro é alimentado no reator a uma concentração inicial de 02 moldm3 Se a mesma reação for realizada em um CSTR nas mesmas condições que volume seria necessário para atingir 50 de conversão para uma vazão molar de alimentação de 500 molh e uma concentração de entrada de A de 02 moldm3 Resposta V 5000 dm3 2 A reação em fase gasosa irreversível segue uma equação elementar da taxa e deve ocorrer primeiro em um PFR e então em um experimento separado em um CSTR Quando A puro é alimentado em um PFR de 10 dm3 a 300 K e uma vazão volumétrica de 5 dm3s a conversão é 80 Quando uma mistura de 50 de A e 50 de inerte I é alimentada no CSTR de 10 dm3 a 320 K e a uma vazão volumétrica de 5 dm3s a conversão é também 80 Qual é a energia de ativação em calmol Dado R 1987 calmolK Resposta E 800992 calmol 3 A reação elementar em fase gasosa ocorre isobárica e isotermicamente em um PFR em que se atinge uma conversão de 632 A alimentação é A puro Propõese colocar um CSTR de igual volume a montante do PFR Baseandose na taxa molar de entrada de A no primeiro reator qual será a conversão intermediária proveniente do CSTR X1 e a conversão de saída do PFR X2 baseandose na alimentação no primeiro reator As taxas molares de entrada e todas as outras variáveis permanecem às mesmas que aquelas para um único PFR Resposta X1 05 X2 0816 4 A reação em fase líquida segue uma equação elementar da taxa e ocorre isotermicamente em um sistema com escoamento As concentrações de entrada de cada corrente de alimentação de A e de B são 2 moldm3 antes da mistura A vazão volumétrica de cada corrente é 5 dm3min e a temperatura na entrada é de 300 K As correntes são misturadas imediatamente antes de entrar Dois reatores estão disponíveis Um CSTR de 200 dm3 que pode ser aquecido até 77C 350 K ou resfriado até 0C 273 K O outro reator é um PFR de 800 dm3 operando a 300 K que não pode ser aquecido ou resfriado O valor de k 007 dm3molmin a 300 K e E 20 kcalmol Dado R 1987 calmolK a Que reator e condições você recomenda Resposta deve está baseada em cálculos apropriados Resposta Reator CSTR b Quanto tempo levaria para atingir 90 de conversão em um reator batelada de 200 dm3 com CA0 CB0 1 moldm3 depois da mistura a uma temperatura de 77C Resposta t 1065 min c Qual seria sua resposta para o item b se o reator fosse resfriado para 0C Resposta t 247 dias d Que conversão seria obtida se o CSTR e o PFR fossem operados a 300 K e conectados em série E em paralelo com 5 molsmin em cada um Resposta X1 044 e X2 0865 XCSTR 0555 XPFR 0918 e X 07365 e Que volume de reator em batelada seria necessário para processar por dia a mesma quantidade da espécie A 2 moldm3 como em reatores com escoamento de modo a atingir 90 de conversão reação ocorrendo a 300 K Suponha que sejam necessárias três horas para encher esvaziar e aquecer até a temperatura de reação Resposta t 214 h V 3600 dm3 f O que você aprendeu do problema resolvido anteriormente 5 A reação elementar irreversível em fase gasosa ocorre isotermicamente a 305 K em um reator de leito fixo com 100 kg de catalisador A pressão na entrada é de 20 atm e a pressão na saída é 2 atm A alimentação é equimolar em A e B e o escoamento está em regime turbulento com FA0 10 molmin e CA0 04 moldm3 No momento a conversão atingida é igual a 80 Qual seria a conversão se o tamanho da partícula de catalisador fosse dobrado e todo o resto permanecesse constante Resposta X 085