controle de processos quimicos

Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas
Curso de Engenharia Química

Condições Normais de Operação
Para Um CSTR Não-Isotérmico

Disciplina: Controle de Processos Químicos I
Prof.:
19,novembro,2014

1

Introdução
Reatores com escoamento continuo são quase sempre operados em regime estacionário, dentre eles os mais estudados são: o reator de tanque agitado( CSTR), o reator com escoamento empistonado (PFR) e o reator de leito fixo(PBR).
Nesta prática emprega-se um reator do tipo CSTR. Em reatores como este os reagentes são adicionados continuamente ao reator que apresenta um agitador, garantindo a homogeneização do sistema, desse modo a corrente de saída do reator possui a mesma composição que o fluido no interior do mesmo.
Os principais inconvenientes de se utilizar reatores CSTR são a baixa conversão dos reagentes por unidade de volume se comparado com os outros reatores contínuos e possibilidade de ocorrer by-pass ou canais de preferência se caso a agitação não for adequada. Apresentam como vantagens o baixo custo operacional, simplicidade de construção, manutenção e limpeza além da facilidade no controle de temperatura.
O desenvolvimento de modelos matemáticos, como o representado pelas equações de 1 a 4, é de extrema importância desde a pesquisa e desenvolvimento do projeto até a operação na planta, para que seja melhor entendido todas as etapas do processo, evitando dessa forma erros graves e identificando variáveis relevantes do sistema.
𝑑ℎ
𝑑𝑡

=

𝑑𝐶𝐴
𝑑𝑡
𝑑𝑇
𝑑𝑡

(1)

𝐴
−𝐸𝑎

1

= 𝐴ℎ (𝑞𝐹 𝐶𝐴𝐹 − 𝑞𝐶𝐴 ) − 𝑘0 𝐶𝐴 𝑒 𝑅𝑇
1

𝑈𝐴𝐶

= 𝐴ℎ (𝑞𝐹 𝑇𝐹 − 𝑞𝑇) + 𝜌𝐶

𝑑𝑇𝐶
𝑑𝑡

𝑞𝐹 −𝑞

𝑝 𝐴ℎ

𝑞

= 𝑉𝐶 (𝑇𝐶𝐹 − 𝑇𝐶 ) − 𝜌
𝐶

(𝑇𝐶 − 𝑇) +

𝑈𝐴𝐶
𝐶 𝐶𝑝𝐶 𝑉𝐶

(𝑇𝐶 − 𝑇)

(2)
(−∆𝐻𝑟 )
𝜌𝐶𝑝

−𝐸𝑎

𝑘0 𝐶𝐴 𝑒 𝑅𝑇

(3)
(4)

O emprego de modelagem e simulação de processos no ambiente industrial é