Cálculo reatores

Nome: Cinética e Cálculo de Reatores

Lista de exercícios:

1) Observando a equação da Seletividade: , podemos afirmar que:

Se a1 = a2: neste caso a seletividade depende exclusivamente de k1 e k2, que por sua vez são definidos por valores como a Energia de Ativação e Temperatura.

Se a1 > a2: neste caso, para termos uma seletividade maior, devemos trabalhar com altas concentrações. Indica-se o uso de reator tubular.

Se a1 < a2: neste caso, para termos uma alta seletividade, devemos utilizar baixos valores de concentração. É recomendado o uso de reatores de mistura.

2) 

Observando o gráfico:

Observamos que o valor 2000, para , que corresponde à conversão , corresponde ao volume utilizado no reator:

 

Logo, para o reator CSTR, .

A conversão final pode ser obtida analisando graficamente o comportamento dos reatores, sendo o CSTR, com volume igual a 1200 dm3, indicado na cor vermelha, e o PFR, com volume igual a 600 dm3, indicado na cor azul.

Sendo a conversão final X = 0,8.

3) 

a) PFR; 

b) CSTR; 

4) 

Para diferentes valores de vazão, temos diferentes valores de conversão para os reatores PFR e CSTR, de acordo com o gráfico abaixo:

Pelo gráfico, podemos perceber que para aumentar a conversão, precisamos reduzir o valor da vazão, e na medida em que a vazão se reduz e a conversão aumenta, o reator PFR apresenta um desempenho superior em conversão, em relação ao reator CSTR.

Para reatores em série, o gráfico é o seguinte:

Assim como para um único reator, o valor da conversão aumenta na medida em que se reduz a vazão. No entanto, é possível alcançar uma conversão mais alta com valores maiores de vazão volumétrica.

O grande problema de se reduzir a vazão volumétrica é o aumento do tempo de residência. Para sabermos qual, ou quais reatores utilizar, devemos traçar um gráfico de produtividade