A reação exotérmica
foi conduzida isotérmica e isobaricamente, com uma vazão de entrada de A de
, obtendo-se os seguintes resultados:
0
0,2
0,4
0,5
0,6
0,8
0,9
10,0
16,7
50,0
50,0
50,0
12,5
9,09
A) Quais são os volumes necessários de um PFR e um CSTR para atingir a conversão de
?
B) Qual é a conversão máxima que pode ser alcançada num CSTR de 10,5 L?
C) Qual a conversão que pode ser alcançada se um PFR de
for seguido por um CSTR de
?
D) Qual a conversão que pode ser alcançada se um CSTR de
for seguido por um PFR de 7,2 L?
|
0 | 0,2 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 0,9 |
|
10,0 | 16,7 | 50,0 | 50,0 | 50,0 | 12,5 | 9,09 |
B) Qual é a conversão máxima que pode ser alcançada num CSTR de 10,5 L?
C) Qual a conversão que pode ser alcançada se um PFR de
D) Qual a conversão que pode ser alcançada se um CSTR de
Passo 1
O enunciado trata do dimensionamento de dois tipos de reatores (PFR e CSTR) para a reação isotérmica e isobárica
com vazão molar de alimentação de
igual a
. Os dados experimentais são a conversão
e a taxa de reação volumétrica
em :
Para o PFR vale a equação de projeto
e para o CSTR vale
Passo 2
(A) Volume para atingir
em PFR e CSTR
. Para o PFR calculamos
usando regra trapezoidal em cada trecho:
Somando e multiplicando por
:
Passo 3
(B) Conversão máxima num CSTR de
,L
Queremos , ou seja
Queremos
Calculamos
nos pontos da tabela e vemos que para
dá
(baixo) e para
dá
(alto). Fazendo interpolação linear:
Passo 4
(C) Conversão se PFR de
,L seguido de CSTR de
,L
. Primeiro o PFR de
,L até uma conversão
:
Usando a mesma soma de integrais do item (A) chega-se a
.
. Depois o CSTR de
,L parte de
e vai até
, com balanço
Testando
entre
e
e interpolando em
encontramos
Passo 5
(D) Conversão se CSTR de
,L seguido de PFR de
,L
. No CSTR inicial:
Da tabela vê-se que
(pois
).
. No PFR subsequente de
,L parte de
até
:
Somando as parcelas aproximadas de
(
) e
(
) fica
até
. Falta
para chegar a
, o que no trecho
dá
Resposta
A)
B) .
C) .
D) .
B)
C)
D)