A reação
A B
deve ser conduzida isotermicamente em um reator de escoamento contínuo. Calcule os volumes de ambos os reatores, CSTR e PFR, necessários para consumir 99,0% de A, quando a alimentação for de 5,0 mol h^-1 e 10,0 L h^-1, assumindo que a velocidade específica de reação é de:
0,05 mol L^-1 h^-1

Passo 1

O enunciado trata da reação isotérmica
A to B
em regime de escoamento contínuo, com alimentação molar dot FA0=5,0 mol,h^-1 e vazão volumétrica dot V0=10,0 L,h^-1. Queremos atingir conversão X=0,99 de A. A cinética é de ordem zero, pois a velocidade específica é
-rA = k = 0,05 mol,L^-1h^-1
Vamos usar as fórmulas de projeto de CSTR e de PFR para cinética zero.

Passo 2

CSTR – balanço em regime permanente:
dot FA0 - dot FA = -rA,V
Como dot FA0-dot FA = dot FA0X e -rA=k, temos
VCSTR =dot FA0,Xk

Passo 3

Substituindo os valores:
VCSTR =5,0;mol,h^-1times0,990,05;mol,L^-1h^-1 =99;L

Passo 4

PFR – balanço diferencial:
dot V0,dCA = rA,dV
Para cinética zero (rA=-k), integra-se de CA0 a CA e de V=0 a V, chegando a
VPFR =dot FA0,Xk,
mesma expressão do CSTR.

Passo 5

Fazendo a conta:
VPFR =5,0;mol,h^-1times0,990,05;mol,L^-1h^-1 =99;L

Resposta

VCSTR=99 L
VPFR=99 L

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