Calcule o volume do CSTR necessário para converter
do reagente A na reação
. A alimentação consiste de
de A e
de inertes. O reator é operado a temperatura ambiente
e 1 atm . A concentração de A na alimentação é de
Dados :
de
1cal/gmol K e
Cpinerte
. K
Pebulição A= 300 K , Peb B
e Peb C
Peb Inerte
.
O resultado de experimentos realizados num PFR de laboratório, operado isotermicamente e a 1 atm , com alimentação de
de A e
de inertes foi o seguinte:
, Cao
e a
, Cao
Pebulição A= 300 K , Peb B
O resultado de experimentos realizados num PFR de laboratório, operado isotermicamente e a 1 atm , com alimentação de
Passo 1
O problema pede o volume de um CSTR para converter 50 % do reagente A na reação
sabendo-se a vazão molar de alimentação (300 gmol/h de A e 700 gmol/h de inertes), a concentração de A na alimentação (7,73×10⁻³ gmol/L), as condições de operação (25 °C, 1 atm) e diversos dados térmicos. Para projetar o CSTR precisamos da equação de taxa de reação
e do balanço molar em regime estacionário:
com
e
conhecidas e
na condição de 50 % de conversão.
Passo 2
Para obter a expressão de
é necessário usar os resultados dos experimentos em PFR, que tipicamente fornecem conversão versus condição (temperatura, concentração inicial etc.) de modo a ajustar uma lei cinética (por exemplo,
com
dependente de
).
Passo 3
Contudo, o enunciado não fornece nem a conversão alcançada nos experimentos de PFR nem o modelo de taxa (ordem
nem constantes cinéticas). Sem esses dados é impossível determinar
à temperatura de projeto e, portanto,
é impossível calcular o volume do CSTR.
é impossível calcular o volume do CSTR.
Resposta
Não há dados suficientes para resolver: faltam as informações de conversão ou a lei de taxa cinética obtida dos experimentos em PFR.