3_prova_de_reatores_1

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3ª Prova de Reatores 1 23/03/2004
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1) (4 pontos) Uma reação em fase líquida A↔ 2B é processada utilizando-se dois reatores CSTR em série. A alimentação consiste de 80% da espécie A e o restante de inerte à 27oC. a vazão volumétrica total de alimentação é de 100 dm3/min e 62,5 gmol/mim. A corrente que sai do 1o reator é resfriada até a temperatura de alimentação e em seguida, é introduzida no reator 2o. Sabendo-se que ambos os reatores operam com uma conversão de 90% da conversão do equilíbrio adiabático, determine:
a) As conversões e as temperaturas no equilíbrio e do reator sabendo que os mesmos operam com uma conversão igual á 80% da conversão do equilíbrio. 
b) O volume do reator 1.
Dados:
Cpa= 14 J/mol K ; Cpb= 7 J/mol K; CpInerte = 15 J/mol K
∆Horxn = -8000 J/gmol da A @ à 300K
K1= 0,217 mim-1 à 300 K ; K1 = 0,324 min-1 à 340 K
Ke = 70000 mol/dm3 à 300K
Quantidade de calor trocada = - 4000 J/min
Deseja-se planejar uma unidade para produzir 774,94 lb/h de um produto C na reação 2 A + B ↔ 2 C . a reação é de 1o ordem em relação a B, ordem zero em relação a A e elementar em reação a espécie C. Uma carga composta por 2500 lb/h de A e B equimolar é misturada com uma carga de inerte que corresponde a 30% da vazão total de alimentação. A mistura entra a 77 oF e a 1 atm. A vazão total da corrente de A e B é de 150 ft3/h e de inerte de 50 ft3/h. Determinar o número de reatores necessários para esta operação, sabendo que a conversão é 88% da conversão do equilíbrio adiabético.
PMc = 20; PMa = 50, PMinerte= 15
Dados a 25oC:
∆Hoa = - 60000 BTU/lbmol.h; ∆Hob = - 20000 BTU/lbmol.h ; ∆Hoc = - 100000 BTU/lbmol.h ; ∆Hoinerte = - 15000 BTU/lbmol.h
Cpa = 30 BTU/lbmol.oF ; Cpb = 40 BTU/lbmol.oF ; Cpc = 50 BTU/lbmol.oF ; Cpinerte = 30 BTU/lbmol.oF
Ponto de ebulição da mistura = 910o R
Caso seja necessária à utilização de dois ou mais reatores em série a carga de saída deve ser resfriada até a temperatura de 140º F em todos os estágios