Gráfico reação exotérmica

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Escola de Engenharia de Lorena – EEL

Exercícios Efeitos de Temperatura em Reatores - Prof. Marco Antonio Pereira
Primeira Parte
Reação Reversivel Exotérmica de Primeira Ordem (∆H = -18.000 cal/mol)
Os exercícios a seguir são para uma reação exotérmica reversível de primeira ordem e devem ser resolvidos com o auxílio do gráfico de temperatura versus conversão com curvas de velocidade de reação que segue como Anexo A desta série de exercício.

1 – (P4 –1997) - Determinada fábrica utiliza em seu parque industrial um reator tubular que opera a reação reversível A ⇔ R (∆H= -18.000 cal/mol), que em função de seus dados termodinâmicos pode ser estudada graficamente. Sabe-se que neste reator obtém-se uma conversão de 40% de acordo com a progressão ótima de temperatura a partir de uma temperatura de trabalho inicial de 60ºC. A fábrica deseja aumentar a sua produção e com tal finalidade possui um reator de mistura disponível que será acoplado a saída do reator tubular. Com o reator de mistura nas melhores condições possíveis de velocidade de reação e temperatura a conversão aumenta para 90%. Sabe-se ainda que a capacidade calorífica global do meio reacional é de cerca de 200 cal/mol A.ºC e que a alimentação e a descarga final do processo industrial devem estar a 25ºC.
A - Faça um desenho de toda a instalação, mostrando todas as temperaturas e indicando em que pontos da instalação devem ser colocados trocadores de calor.
B - Desenhe as linhas da evolução da Temperatura no diagrama abaixo

2 – (P2 – 2004) - Em uma planta industrial com um reator de mistura, o reagente é introduzido a
25ºC, e a faixa permissível de operação deste reator situa-se entre 5 e 95 ºC. A concentração molar igual é de 0,5 moles/L e Cp = 250 cal/mol K. Os produtos após a reação são resfriados para a temperatura de 25
ºC e velocidade molar de alimentação é de 1.000 moles/min.
A) Determine o tempo espacial, deste reator para 80% de conversão. (τ = 8