A reação
ocorre em fase líquida em um PFR. A alimentação possui 10 mol
com concentração de
. Para um reator de 90 litros encontre a conversão admitindo
.
Passo 1
Beleza, vamos por partes. O enunciado diz que a reação é A → 2R em fase líquida num PFR. A alimentação tem fluxo molar de
mol/min e concentração inicial
mol/L. O reator tem volume
L e a constante cinética é
min⁻¹.
Conteúdo: projeto de reator contínuo de fluxo pistão (PFR) para reação de primeira ordem. Para resolver a conversão, vamos precisar da equação de projeto do PFR e da definição de conversão.
Conteúdo: projeto de reator contínuo de fluxo pistão (PFR) para reação de primeira ordem. Para resolver a conversão, vamos precisar da equação de projeto do PFR e da definição de conversão.
Passo 2
Teoria na prática:
- Em PFR, a equação de balanço molar no estado estacionário para o reagente A é
onde
é o fluxo molar de A e
é a taxa de consumo de A por volume,
.
2) A conversão é a fração de A consumida:
2) A conversão
- A concentração no reator varia como
. - Substituindo em
e trocando de variável para :
- Integrando de
a e de a :
Passo 3
Agora é só meter os valores:
- Primeiro, a vazão volumétrica
do fluido é L/min. - O tempo de residência
no reator é min. - A fórmula simplificada de conversão para reação de primeira ordem em PFR é
- Substitui aí
min⁻¹ e min:
Resposta
Ou seja, a conversão é de aproximadamente 30,2 %.