Reatores

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INTRODUÇÃO
Reator é um tanque no qual pode ser aberto para realizar misturas ou fechado para suportar reações e pressões geradas durante o processo de fabricação de um determinado produto.
As reações ocorrem no interior do reator, em condições que podem ser monitoradas e controladas para a máxima segurança e eficiência do equipamento. Estes tipos de reatores são utilizados naprodução de produtos químicos, tais como componentes de compostos farmacêuticos, e podem operar em vários modos diferentes. Os projetos de reatores químicos de bancada de pequeno porte são destinados ao uso em laboratórios, por exemplo, enquanto os tanques grandes podem ser aproveitados para fabricação de substâncias químicas em escala industrial.
Quanto ao qual tipo de reator escolher irá dependerdas condições operacionais e características físico-químicas dos reagentes e produtos do processo. Os reatores químicos podem ser concebidos tanto como tanques ou como tubulações, dependendo das necessidades, sendo projetados em variados tamanhos e capacidades de operação.
Abordaremos os princípios de funcionamento dos principais reatores químicos e algumas aplicações nas indústrias deprocessos.































Reatores químicos

Reator químico é um tanque no qual pode ser aberto para realizar misturas ou fechado para suportar reação e pressão gerada durante o processo de fabricação de um determinado produto. Nesses equipamentos, problemas de fluxo de massa, mistura de reagentes, tempo de residência, controle de temperatura e depressão, conversão química, desativação de catalisadores, entre outros fatores, devem ser considerados. São fabricados a partir de materiais resistentes como aço carbono, aço carbono revestido (anti-corrosivo), aço inoxidável, titânio, prolipopileno e resinas reforçadas com fibras de vidro. Abordaremos os princípios de funcionamento dos principais reatores químicos e algumas aplicações nas indústriasde processos, incluindo o balanço de massa para estes equipamentos.

Classificação dos reatores químicos
Os reatores químicos podem ser divididos de várias formas, conforme o ponto de vista do processo adotado. Quanto ao número de fases envolvidas, eles podem ser divididos em dois tipos: homogêneos e heterogêneos.

Reatores homogêneos
Nesses reatores, apenas uma fase está presente e contémos produtos e os reagentes, sendo normalmente uma mistura de gases ou de líquidos. O início da reação pode ocorrer logo na mistura dos reagentes, ou estes podem ser levados à temperatura desejada para que a reação inicie.

Reatores heterogêneos
Nesses reatores temos a presença de duas ou mais fases, sendo comuns as misturas líquido-líquido, líquido-gás, líquido-sólido e gás-sólido. Quando areação química envolve uma fase sólida, normalmente esta aparece na forma de um catalisador e o produto desejado resultará da catálise de um ou mais reagentes na fase líquida ou gasosa. Os reatores heterogêneos nos quais a fase sólida permanece imóvel enquanto a fase fluida passa pela superfície do sólido, são chamados de “reatores de leito fixo”. Estes representam uma grande parcela dos reatoresheterogêneos existentes atualmente na indústria, com destaque para a produção de amônia, ácido nítrico, ácido sulfúrico, na indústria da borracha, polímeros, na síntese do metanol, entre muitas outras aplicações encontradas. Algumas das desvantagens dos reatores de leito fixo estão no controle de temperatura do sistema, na reposição do catalisador desativado e na formação de caminhos preferenciaispelo leito, que pode ser compensada pela obtenção de alta conversão de reagentes em produtos. Em alguns reatores heterogêneos o leito não permanece imóvel durante a operação, mas segue o princípio do leito fluidizado.
Estes conseguem eliminar a maioria dos problemas existentes na operação com leito fixo, como a ausência de caminhos preferenciais, os pequenos gradientes de temperatura e a maior...
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