Prova 2 calculo e cinetica

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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO 
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA 
ENGENHARIA QUÍMICA 
Cinética e Cálculo de Reatores 
Prova 2 
Prof. Ana Cláudia Freitas Margarites 
 
 
Nome: Data: 20/05/2020 
 
 
1. (2 Pontos) A reação A → R é irreversível e de primeira ordem. São conhecidas as seguintes 
características industriais de sua fabricação: 
I- Utiliza-se um reator batelada de 4 metros de diâmetro e 2 metros de altura 
II- O tempo morto é de 12 min 
III- O reagente é introduzido no reator numa concentração de 1,5 mols/L 
IV- A conversão é de 68% 
V- A empresa opera em 3 turnos de 6 horas cada 
VI- O reator opera a 90 ºC. 
VII- Nesta temperatura, a constante de velocidade é igual a 1,42 x 10-4 s-1 
Pede-se: 
a) O tempo de reação de cada batelada para a conversão desejada? 
b) Quantas cargas são produzidas por dia? 
c) Qual a produção diária de R? 
 
2. (2 Pontos) A reação de primeira ordem irreversível A → B, é realizada em reator tubular, com 
constante cinética da reação, k, igual a 0,05 s-1 e vazão volumétrica de alimentação do reagente A de 
5.10-3 m3.s-1. Para se obter 70% de conversão no reator, calcule: 
a) O volume do reator 
b) O tempo de residência. 
 
3. (2 Pontos) Uma reação em fase liquida A + B → Produtos ocorre em um reator CSTR isotérmico. 
Esta reação é de primeira ordem, com k = 0,02 s-1, CA0 = 0,50 e CB0 = 1,0 mol/L e vazão volumétrica 
de alimentação de 1 L.s-1. Determine: 
a) O volume necessário para uma conversão de 75% de A 
b) O número de Damköhler para este sistema. 
 
4. (2 Pontos) A reação A → 4R é irreversível e de primeira ordem. A conversão obtida num reator 
tubular a pressão constante é de 40%. Se a reação ocorrer em fase líquida, quantas vezes este reator 
deverá ser maior para que a conversão obtida seja de 80%? 
 
5. (2 Pontos) Considere a seguinte reação homogênea em fase gasosa: 
A + B → C +D 
A reação é essencialmente irreversível e sua taxa em um reator batelada de volume constante é dada 
por: 
−𝑟𝐴 = 𝑘𝐶𝐴𝐶𝐵 
Na temperatura de interesse, k = 100 m3/kmol.s. 
Os componentes A e B estão disponíveis na alimentação nas concentrações de 20 mol/m3 cada. 
14 m3/s desse fluido está sendo processado ao longo de um reator tubular isotérmico. 
a) Se o reator é um PFR, qual é o volume do tubo necessário para obter 80% de conversão de A? 
b) Se o diâmetro do tubo é de 1¼ in, qual é o comprimento do tubo? Considere 1 in = 2,54 cm. 
c) Quantos tubos de 6 m cada seriam necessários? 
d) Existe maneira de otimizar esse projeto?