Lista

LISTA DE EXERCÍCIOS 04

1 – O líquido A se decompõe segundo uma cinética de 1a ordem, num reator descontínuo, 50% de A converte-se em 5 min. Em quanto tempo, a conversão será de 75%? E se a reação for de 2a ordem? (Resposta: t=10 min e t=15 min).

2 – A reação em fase líquida

Segue uma lei de velocidade elementar e é conduzida isotermicamente em um sistema de escoamento contínuo. As concentrações das correntes de alimentação de A e B são 2 M antes da mistura. A vazão volumétrica de cada uma das correntes é de 5 dm3/min e a temperatura de entrada é de 300 K. As correntes são misturadas imediatamente antes da entrada. Dois reatores estão disponíveis. Um é CSTR de 200 dm3 que pode ser aquecido até 77 oC ou resfriado até 0 oC, e outro é PFR operado a 300 K que não pode ser aquecido nem resfriado. Observe que k=0,07 dm3/mol.min a 300 K e Ea= 20 kcal/mol.
a) Calcule a conversão máxima obtida em cada reator (x= 0,957).
b) Quanto tempo levaria para alcançar 90 % de conversão em um reator batelada de 200 dm3 com CA0 = CB0 = 1 M depois da mistura a uma temperatura de 77 oC ?
c) Quanto tempo levaria para alcançar 90 % de conversão em um reator batelada de 200 dm3 com CA0 = CB0 = 1 M depois da mistura a uma temperatura de 0 oC ? (t=3479 min)
d) Considerando a Tabela 1, que volume de reator batelada seria necessário para processar a mesma quantidade da espécie A por dia num reator de escoamento para alcançar pelo menos 90% de conversão?
Tabela 1 – Tempos típicos de ciclo para processo de polimerização em batelada
Atividade
Tempo (h)
1. Alimentação do reator e agitação, tf
1,5 - 3
2. Aquecimento até a temperatura de reação, te
0,2 - 2
3. Condução da reação, te varia 4. Descarregamento e limpeza do reator, tc
0,5 - 1
5. Tempo total, excluindo a reação
3 - 6

3 – A reação elementar em fase gasosa

é conduzida isotermicamente em um reator de escoamento contínuo sem perda de pressão. A velocidade específica de reação a 50 oC é de 10-4