A substância A, contida em um liquido, produz ReS pelas seguintes reações:
A alimentação entra no primeiro de dois reatores de mistura em série ( ). Conhecendo a composição no primeiro reator ), encontre a composição da corrente de saida no segundo reator.
Passo 1
O enunciado descreve duas reações em um sistema de dois CSTRs em série, com tempos de residência min e min, nas quais a substância produz com taxa e com taxa . A alimentação tem concentrações e sai do primeiro reator com . Queremos encontrar na saída do segundo reator. Para isso vamos:
Determinar e usando o balanço no reator 1.
Montar o balanço de matéria para no reator 2 e achar .
Calcular e .
Passo 2
Usamos o balanço de no reator 1, em regime estacionário:
Logo
Usamos o balanço de no reator 1:
Passo 3
No reator 2, o balanço de em regime estacionário dá
Multiplicando por 10:
Reescrevendo:
Passo 4
Resolvendo a quadrática
A raiz positiva é
Passo 5
Calculamos as taxas no segundo reator:
Passo 6
Finalmente, os balanços de e no reator 2 em regime estacionário dão