No PFR, a reação é irreversível e segue lei de velocidade elementar. Deseja-se alcançar 85% de conversão para o etano, operando o reator isotermicamente a 1200 K e à pressão de 6,5 atm. A constante de velocidade a 1000 K é
e a energia de ativação é
. O etano é alimentado puro a
. Calcule o volume necessário do PFR.
Passo 1
O enunciado descreve um PFR isotérmico a
,K e
,atm, alimentado com etano puro a
,mol/s, e pede o volume necessário para atingir conversão
. A reação é irreversível, elementar (primeira ordem). Vamos usar a equação de Arrhenius para obter
a
K, a lei de reação de primeira ordem e a equação de projeto de PFR para primeira ordem.
Passo 2
Calcular
a
K via Arrhenius. Primeiro convertemos
e usamos
Com
,s
e
,J/mol K,
Passo 3
Determinar a concentração inicial de etano pelo gás ideal:
Passo 4
Para reação de primeira ordem em PFR vale
Passo 5
Substituindo
,mol/s,
,s
,
,mol/L e
: