A reação na fase gasosa A → 2B é levada a cabo num reactor tubular. A alimentação é constituída de uma corrente de 300lb-mol/h de A e 300lb-mol/h d...

Para determinar a temperatura de saída do reator e o volume necessário para uma conversão de 90% de A, precisamos utilizar as equações de balanço de massa e energia. Balanço de massa: F(A0) = F(A) + F(B) + F(I) Onde: F(A0) = 300 lb-mol/h (alimentação de A) F(A) = F(A0) x (1 - X) (quantidade de A não convertido) F(B) = F(A0) x 2 X (quantidade de B produzido) F(I) = 300 lb-mol/h (material inerte) Substituindo os valores, temos: 300 = 300 x (1 - X) + 600 X + 300 X = 0,5 A conversão de A é de 50%. Como queremos uma conversão de 90%, precisamos calcular o volume necessário. Balanço de energia: Q = F(A0) x CP(A) x (T - T0) + F(B) x CP(B) x (T - T0) + F(I) x CP(I) x (T - T0) Onde: Q = 0 (não há troca de calor) CP(A) = 30 BTU/lb-mol oC CP(B) = 20 BTU/lb-mol oC CP(I) = 25 BTU/lb-mol oC T0 = 27 oC F(A0) = 300 lb-mol/h F(B) = 300 lb-mol/h x 2 x 0,9 = 540 lb-mol/h F(I) = 300 lb-mol/h Substituindo os valores, temos: 0 = 300 x 30 x (T - 27) + 540 x 20 x (T - 27) + 300 x 25 x (T - 27) T = 303,6 oC A temperatura de saída do reator é de 303,6 oC. Para calcular o volume necessário, podemos utilizar a equação do volume do reator tubular: V = F / (A x X) Onde: F = 300 lb-mol/h A = 10 atm X = 0,9 (conversão desejada) Substituindo os valores, temos: V = 300 / (10 x 0,9) = 33,33 ft³/h Portanto, o volume necessário para uma conversão de 90% de A é de 33,33 ft³/h.