Calcule o volume do CSTR necessário para converter 50 % do reagente A na reação 3 A 5 B+2 C. A alimentação consiste de 300 gmol / h de A e 700 gmol / h de inertes. O reator é operado a temperatura ambiente 25^circ C e 1 atm . A concentração de A na alimentação é de 7,73 times 10^-3 gmol / I
Dados : Q=500,00 Kcal / h, De<a Hrxn(25^circ C)=300 cal / gmol de A Cpa=Cpb= 1cal/gmol K e Cpc= Cpinerte =3,5 cal / gmol. K
Pebulição A= 300 K , Peb B =310 K e Peb C =315 K Peb Inerte =350 K.
O resultado de experimentos realizados num PFR de laboratório, operado isotermicamente e a 1 atm , com alimentação de 75 % de A e 25 % de inertes foi o seguinte: T=338^circ C, Cao =0,015 gmol / / l e a T=93^circ C, Cao =0,025 gmol / /

Passo 1

O problema pede o volume de um CSTR para converter 50 % do reagente A na reação
3A 5B + 2C
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 rA = f(CA,T) e do balanço molar em regime estacionário:
V = FA0 - FA-rA
com FA0 e FA conhecidas e rA na condição de 50 % de conversão.

Passo 2

Para obter a expressão de rA 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, rA = k,CA^n com k dependente de T).

Passo 3

Contudo, o enunciado não fornece nem a conversão alcançada nos experimentos de PFR nem o modelo de taxa (ordem n nem constantes cinéticas). Sem esses dados é impossível determinar rA à temperatura de projeto e, portanto,
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.

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