Aula 12 - REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS PARALELAS

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REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS 
(B) Reações em paralelo 
 
 
 
 
A seletividade de um produto desejado (D) em relação a um produto 
indesejado (U) é definida como: 
 
 
 
em que definiremos: α1 – α2 = a e β1 – β2 = b, ou seja, 
1 1
1 2 1 2
2 2
1 1
2 2
D A B
Du A B
U A B
r k C C k
S C C
r k C C k
 
   
 
   
1
2
A + B D
A + B U
k
k

1 1
1D A Br k C C
  2 2
2U A Br k C C
 
1
2
a b
DU A B
k
S C C
k

2 
REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS 
Sistemas reacionais disponíveis 
 
(1) Reator de mistura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(2) Reator tubular 
A B 
A 
B 
 
 
(3) Reator batelada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(4) Reator semi-batelada 
A 
B 
B 
A 
3 
REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS 
Sistemas reacionais disponíveis 
 
(5) Reator tubular com entradas laterais 
 
 
 
 
 
 
 
 
(6) Reator tubular com reciclo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(7) Série de reatores de mistura 
A 
B 
B 
A 
A 
B 
4 
REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS 
 
Caso 1: α1 > α2 e β1 > β2 
 
Se |α1 - α2| = a e |β1 - β2| = b 
 
 
 
Precisa-se manter CA e CB altas. Para isto, pode-se usar: 
 
 Reator tubular 
 Reator batelada 
 Pressões altas (caso esteja-se trabalhando em fase gasosa) 
 
 
 
1
2
a bD
DU A B
U
r k
S C C
r k
 
5 
REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS 
 
Caso 2: α1 > α2 e β1 < β2 
 
 
 
 
Precisa-se manter CA alta e CB baixa. Para isto, pode-se usar: 
 
 Reator semi-batelada no qual B é adicionado lentamente a 
uma solução inicial de A 
 Reator tubular com entradas laterais de B 
 Série de reatores de mistura em que B é adicionado 
lentamente em cada reator 
1
2
a
D A
DU b
U B
r k C
S
r k C
 
6 
REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS 
 
Caso 3: α1 < α2 e β1 < β2 
 
 
 
 
Precisa-se manter CA e CB baixas. Para isto, pode-se usar: 
 
 Reator de mistura 
 Reator tubular com razão de reciclo (R) alta 
 Alimentação diluída com inertes 
 Pressões baixas (caso esteja-se trabalhando em fase gasosa) 
1
2
1D
DU a b
U A B
r k
S
r k C C
 
7 
REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS 
 
Caso 4: α1 < α2 e β1 > β2 
 
 
 
 
Precisa-se manter CA baixa e CB alta. Para isto, pode-se usar: 
 
 Reator semi-batelada no qual A é adicionado lentamente a 
uma solução inicial de B 
 Reator tubular com entradas laterais de A 
 Série de reatores de mistura em que A é adicionado 
lentamente em cada reator 
1
2
b
D B
DU a
U A
r k C
S
r k C
 
8 
REATORES PARA SISTEMAS COM REAÇÕES MÚLTIPLAS 
Exemplo 
 
As seguintes reações irreversíveis estão ocorrendo em um reator a pressão e 
temperatura constantes: 
 
 
 
k1 = 1,05 mol L
-1 h-1, k2 = 0,028 h
-1 e k3 = 0,173 mol L
-1 h-1 
 
O reagente A é alimentado com vazão volumétrica de 120 L h-1 e concentração de 10 
mol L-1. Além disto, deseja-se converter 85% deste reagente. Se você precisa optar 
entre um reator de mistura e um reator tubular para maximizar a seletividade de B em 
relação a C e D, qual reator você escolheria e qual seria o volume deste reator? 
Justifique sua resposta calculando as concentrações de A, B, C e D, e SBC e SBD para os 
dois tipos de reatores. 
1 2
31A
A B C
B D
k
kk
k 
 