Anidrido acético deve ser hidrolisado em três reatores de mistura operando em série. Supor que cada reator tenha um volume de 1800 cm 3 , a constante de velocidade na temperatura da reação seja 0,5393
e que a vazão volumétrica de alimentação seja
, calcular a porcentagem de hidrólise na saída do último reator.
5) Quatro reatores de mistura de 600 litros cada, ligados em série, processam isotermicamente uma reação de
ordem em fase gasosa
. Qual a conversão do sistema? Dados:
;
.
5) Quatro reatores de mistura de 600 litros cada, ligados em série, processam isotermicamente uma reação de
Passo 1
Na primeira questão temos uma reação de primeira ordem (hidrólise de anidrido acético) ocorrendo em três reatores totalmente agitados em série (CSTR). Os dados são: volume de cada reator
, vazão volumétrica
e constante cinética
. Vamos calcular a conversão na saída do terceiro reator.
Passo 2
Calcular o tempo de residência em cada reator:
Passo 3
Para reação de primeira ordem em CSTR, a conversão em cada reator é
Passo 4
Como os reatores estão em série e cada um opera com a mesma conversão individual
, a conversão global após três reatores é
Passo 5
Na segunda questão temos quatro CSTR em série para uma reação de segunda ordem
em fase gasosa. Cada reator tem
. Os dados são:
,
,
,
. Vamos determinar a conversão em cada reator e depois a global.
Passo 6
Obter concentração inicial de
e vazão volumétrica:
Temperatura em Kelvin: .
Pela lei dos gases ideais,
Temperatura em Kelvin:
Pela lei dos gases ideais,
O fluxo molar em
é
Logo a vazão volumétrica é
e o tempo de residência em cada reator é
Passo 7
Para reação de segunda ordem em CSTR, a equação de projeto é
Calculando o lado direito:
Chamando
, temos
Resolvendo a equação quadrática (desprezando a raiz negativa), obtemos
Passo 8
Com quatro reatores em série, a conversão global é
Resposta
Primeira questão:
de hidrólise.
Segunda questão: de conversão.
Segunda questão: