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Lista da 2ª prova de CR1 
1- Uma reação de isomerização do tipo A  B em fase gasosa está ocorrendo a 
temperatura constante em um reator tubular de leito empacotado. O reator é um tubo de 1 
polegada de diâmetro que foi empacotado com partículas esféricas com 1/10 polegada de 
diâmetro. A alimentação é de A puro a uma vazão molar de 0,083 lbmol/min e uma 
concentração de A de 0,321 lbmol/ft3. Calcule a massa de catalisador necessária para 
atingir 70% de conversão e a queda de pressão no leito se a pressão de entrada é de 15 
atm. 
Dados: porosidade do leito = 0,34; densidade do catalisador = 225 lbm/ft3 
Constante da lei de velocidade: 7,8 ft6/(lbmol.min.lbm) 
viscosidade da mistura gasosa = 0,087 lbm/ ft.h 
densidade do gás (pode ser considerada constante) = 0,423 lbm/ft3 
Mol de A: 28 lbm/lbmol 
 
2- Pretende-se realizar uma reação elementar irreversível do tipo A  2B em fase gasosa 
em um reator de mistura ideal dotado de sistema de refrigeração. A alimentação é de A 
puro a uma vazão molar de 200 mol/min e uma vazão volumétrica de 2 m3/min. A 
temperatura de entrada de A no reator é de 25oC e a temperatura da água do sistema de 
refrigeração é de 7oC. O reator possui uma massa de catalisador de 20 Kg e uma área de 
troca térmica de 2 ft2. O coeficiente global de troca térmica é de 300 Btu/(ft2.min. K). O 
fator pré-exponencial da velocidade específica da reação é de 25 m3/ (Kgcat . min) e a 
energia de ativação é de 3000 cal/mol. 
a) Calcule a temperatura de operação e a conversão na saída do reator. 
b) Calcule a massa de catalisador para um reator tubular operando adiabaticamente 
com as mesmas condições de entrada do reator de mistura da letra a, alcançar uma 
conversão de 75%. 
Dados adicionais: 
CpA = 80 Btu/(mol . K) CpB = 40 Btu/(mol . K) Hr (298 K) = - 10000 Btu/ mol A 
 
3- A reação elementar reversível 
1
2
1 2 1 2
1 2A + B C
k
A A B Ck
r k C C k C    
é conduzida adiabaticamente em fase líquida em um reator batelada. O reator contém 
inicialmente 0,1 mol L-1 da espécie A e 0,3 mol L-1 da espécie B a 300 K. Sabe –se que, 
devido às características do material que foi utilizado para construir o reator, a 
temperatura da mistura reacional não pode ultrapassar 460 K. Pede-se: 
a) Considerando a máxima temperatura da mistura reacional, qual é a maior conversão 
possível de ser obtida neste reator? 
b) Do ponto de vista termodinâmico, esta conversão é possível de ser obtida? 
Justifique sua resposta com cálculos. 
c) Qual é o tempo necessário para se obter esta conversão? 
Dados: 
CPA = 25 J mol
-1 K-1 CPB = 25 J mol
-1 K-1 CPC = 50 J mol
-1 K-1 
k1 (373 K) = 2 x 10
-3 s-1 E1 = 100 kJ mol
-1 
k2 (373 K) = 3 x 10
-5 s-1 E2 = 100 kJ mol
-1 ΔHR
0 (298 K) = -20 kJ mol-1 
4- Uma reação elementar irreversível A  B será realizada em um reator tubular em fase 
gasosa. A alimentação é feita a 5 atm e 773 K com 20% de inerte. A constante de 
velocidade da taxa a 773 K é 0,25 h-1 e a energia de ativação é 30.000 J mol-1. A vazão 
volumétrica de entrada é 100 L h-1. Sabendo-se que existe um reator de 200 L disponível no 
momento, calcule a conversão que pode ser obtida se o reator for operado 
adiabaticamente. Qual a temperatura de saída do reator? 
Obs.: Despreze a queda de pressão. 
Dados: HR
o
 (298 K) = -25000 J mol
-1 CpA = CpB = 25 CpInerte = 20 J mol
-1 K-1 
 
5- As seguintes reações irreversíveis estão ocorrendo em fase líquida em um reator de 
mistura ideal adiabático: 1) A → B + C 2) 2A → D 
O reator tem volume de 20 m3. A alimentação é composta de duas correntes com vazões 
volumétricas de 2 m3/h cada. A primeira corrente contem apenas A em uma concentração 
de 0,2 mol/m3 e é alimentada a 423 K e a segunda contem apenas inerte com uma 
concentração de 0,05 mol/m3 e é alimentada a 403 K. Pode-se desprezar os efeitos de 
queda de pressão no reator. 
Monte as equações de balanço necessárias para a resolução desse problema para encontrar 
a temperatura de operação e a conversão total de A. Faça um algoritmo de cálculo e mostre 
todos os cálculos para DUAS tentativas numéricas para encontrar a solução do problema. 
Dados: Hr1 (298K) = -28000 cal/mol de A 
Hr2 (298K) = -65000 cal/mol de A 
cpA = 90 cal/mol K cpB = 40 cal/mol K cpC = 60 cal/mol K cpD = 200 cal/mol K 
cpI = 150 cal/mol K 
k1A (h
-1) = 2.016*107*exp{[-8000/(1,987*T)]} T em Kelvin 
k2A (h
-1) = 8,28*107*exp{[-18000/(1,987*T)]} T em Kelvin