Calcule os volumes dos reatores individuais e o volume total de reatores para duas séries de reatores, uma composta por PFR seguido por CSTR e outra por CSTR seguida por PFR,para os dados de reação apresentados na tabela do exercício 2.2 quando a vazão de alimentação do reagente A é igual a
e a conversão intermediária é igual a:
Passo 1
Beleza, vamos recapitular a parada: o exercício pede pra gente comparar duas filinhas de reatores em série (PFR→CSTR e CSTR→PFR), calculando o volume de cada um e o volume total, sabendo que a vazão molar de A na alimentação é
e que lá pelo meio do caminho a conversão chega em
Isso é cinética de reatores químicos, usando balanço de mols e as fórmulas padrão:
- Para PFR:
- Para CSTR:
Na Tabela do exercício 2.2 a reação é de primeira ordem em A, ou seja
com
Também vamos precisar do débito volumétrico inicial
Passo 2
Série 1: PFR primeiro, até
.
No PFR vale
No PFR vale
Logo
Passo 3
Ainda na série 1, a gente coloca um CSTR para levar a conversão de
até
(supondo que o objetivo final seja 80 %).
No CSTR, avaliado na saída ( ):
No CSTR, avaliado na saída (
O volume do CSTR que converte o ΔX = 0.80 – 0.30 = 0.50 é
Passo 4
Volume total da série PFR→CSTR:
Passo 5
Série 2: agora CSTR primeiro, até
.
Saída do primeiro CSTR:
Saída do primeiro CSTR:
Volume do CSTR 1:
Passo 6
No segundo estágio (PFR) a gente vai de
até
.
Passo 7
Volume total da série CSTR→PFR:
Resposta
-
Série PFR→CSTR:
•
•
• -
Série CSTR→PFR:
•
•
•