A reação
é realizada isotermicamente em um reator contínuo. Calcule os volumes dos reatores CSTR e PFR necessários para consumir
de
) quando a vazão molar de alimentação é
, assumindo que a velocidade de reação
é: A vazão volumétrica de alimentação é
.
b)
b)
Passo 1
O enunciado considera a reação
operando isotermicamente em regime contínuo, com vazão molar de alimentação
,mol/h e vazão volumétrica
,d
/h. Queremos atingir
de conversão (ou seja,
, logo
) e a cinética é de primeira ordem:
com
,
. Vamos calcular os volumes necessários para um CSTR e para um PFR.
Passo 2
Primeiro encontramos a concentração de alimentação
. Como
temos
Passo 3
Convertendo a constante cinética de
para
:
Passo 4
Cálculo do volume do CSTR:
A equação de projeto é
A equação de projeto é
Na saída,
,mol/d
e
Substituindo,
Passo 5
Cálculo do volume do PFR:
A equação de projeto é
A equação de projeto é
que resulta em
Calculando,