Cálculo do volume de um reator cstr

Reator CSTR - Determinação do Volume
Deseja-se produzir 90.720 toneladas de etileno glicol por ano, a partir da hidrólise do óxido de etileno em um reator de mistura operando a 55°C. Um passo fundamental para este projeto é o conhecimento da equação de velocidade da reação, o que foi feito através de um experimento em um reator batelada, na mesma temperatura em que o reator tanque irá operar (55°C). Como esta é uma reação de hidrólise, na qual a água está presente em grande excesso, sua concentração pode ser considerada constante durante a reação. Da literatura sabe-se que esta reação é de primeira ordem em relação ao óxido de etileno. Este reator batelada, em laboratório, foi alimentado por 500 mL de uma solução 2,0 M de óxido de etileno em água misturada com 500 mL de água contendo 0,9% em peso de ácido sulfúrico. A temperatura foi mantida a 55°C. Esta reação foi acompanhada ao longo do tempo, e a concentração de etileno glicol formado foi obtida, conforme apresentada na tabela abaixo: t (min) Cetileno glicol (mol/L) 0,0 0,000 1,0 0,270 2,0 0,467 3,0 0,610 4,0 0,715 6,0 0,848

A. Determine o volume de um reator de mistura, a 55°C, para obter conversão de 80% do óxido de etileno, a partir de vazão de alimentação de 100 m3/h (óxido de etileno + água). B. Determine a velocidade molar de alimentação do óxido de etileno, bem como sua concentração na alimentação, sabendo-se que este reator irá operar ininterruptamente 2000 horas/ano. Dado: Equação estequiométrica da Reação O CH2 CH2 + H2O
H2SO4

HO

CH2

CH2

OH

Solução
Comentário Inicial Este é um exercício que possui duas etapas distintas para sua solução. Numa primeira etapa, efetua-se o cálculo da constante de velocidade da reação a partir dos dados experimentais obtidos num reator batelada. Numa segunda etapa, uma vez determinada a equação de velocidade, efetua-se então o cálculo do volume do reator de mistura, bem como dos demais parâmetros solicitados.

Primeira Etapa – Cálculo da Constante de