Combinação de Reatores

Combinação de Reatores

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ou em termos de conversão,

Para os casos extremos de reciclo desprezível e infinito, o sistema se aproxima do reator pistonado e de mistura perfeita; ou seja:

Representação Gráfica de Reatores com Reciclo

Casos Extremos de Reciclo

A integração da equação de reciclo, dá para reação de primeira ordem, com ε A=0:

ou para reação de segunda ordem, 2A ! produtos, (-rA) = k CA2, ε A = 0,

Exemplo:

1. Temos 90% de conversão de uma alimentação líquida ( n = 1, CAo = 10 mols/l) em nosso reator pistonado, com reciclo de produto (R = 2). Se fecharmos a corrente de reciclo, de quanto diminuirá a taxa de processamento de nosso alimentação para a mesma conversão de 90%?

2. Reações de hidrodealquilação têm um importante papel em muitos esquemas de processamento petroquímico comercial. Como um exemplo deste tipo de reação, nós consideraremos o seguinte:

Tolueno + hidrogênio ! benzeno + metano

A taxa da reação, nas condições de interessão é:

(-rA) = k CA CB 1/2, onde CA e CB são as concentrações de tolueno e hidrogênio, respectivamente. De dados da literatura, é conhecido que a constante da taxa à 1260°F e

800 psig de pressão total é 0,316 ft3/2/lbmol1/2seg. Você tem disponível, um pequeno reator de reciclo cujo fluxograma pode ser esquematicamente representado pelo diagrama

A vazão volumétrica da corrente de reciclo é muitas e muitas vezes aquela da alimentação nova. Se usa-se uma razão molar de 3,4 hidrogênio para 1 de tolueno na alimentação nova, que fração de tolueno é convertida para benzeno sobre as condições previamente especificadas? O tempo de residência médio de um elemento fluido é de 30,1 segundos. Para obter um valor numérico para o problema, deve-se usar ferramentas de cálculo numérico ou tentativa e erro.

3. Uma reação a densidade constante é conduzida em um reator CSTR de volume V. A reação é de primeira ordem e irreversível, com uma constante da taxa igual k1. A vazão volumétrica da alimentação é Q. Sobre estas condições a conversão na corrente de produtos é x.

a. Se metade da corrente de produto é reciclada e a taxa de alimentação é redução para Q/2, qual será a variação na conversão da corrente de produtos? Qual será a variação na taxa de produção de produtos? b. Se metade da corrente de produtos é reciclada, mas a taxa da alimentação fresca é mantida igual a Q, qual serão os efeitos sobre a conversão e taxa deprodução?

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