Questões de Engenharia Química e Química Industrial - Cinética e Cálculo de Reatores para Concurso

A reação de oxidação completa do CH₃ Hg, formando Hg⁰ , CO₂ e H₂ O, é realizada em meio aquoso com incidência de radiação UV. Nanopartículas híbridas de carbono e TiO₂ (ou simplesmente C-TiO₂ NP) agem como fotocatalisadores da reação, e sua ordem de reação é 1. A elevada radiância e o excesso relativo de água fazem com que a variação desses parâmetros não influencie na taxa de reação, cuja constante de velocidade é k. Nesse cenário, ao se dobrar a concentração de CH₃ Hg, mantendo-se todos os outros parâmetros constantes, a velocidade de reação também dobrou.
Com base nesse experimento e nas informações fornecidas, a velocidade de reação, v, é expressa pela relação

A reação de formação de ácido nítrico na atmosfera é um processo endotérmico cujo equilíbrio é representado na equação química abaixo.

2 NO_{2 (g)} + ½ O_{2 (g)} + H₂ O (g) ⇌ 2 HNO_{3 (g)}

Considere que a reação foi simulada em laboratório, num reator com êmbolo, cujo volume e aquecimento podem ser variados.
É possível deslocar o equilíbrio para formar mais HNO₃ , quando

A reação A → Produtos, isotérmica, em fase líquida, é conduzida em um reator CSTR. Considere a curva 1/r & X, em que r é a taxa da reação e X a conversão do reagente, conforme ilustrado no Gráfico abaixo. Em um sistema industrial, para uma vazão de molar do reagente da entrada  F_A,0 = 2 kmol / min , obtém-se uma conversão de 40%.







Deseja-se aumentar a conversão global para cerca de 80% com a adição de um segundo reator CSTR, em série com o primeiro.
O volume total, em m³ , dos dois reatores é, aproximadamente,

No sistema abaixo estão representadas as informações das conversões por passe e recuperações de um reagente A na corrente do separador. 







Nessas condições, a conversão global do reagente A é, aproximadamente,

Considere o reator de reforma de metano, em fase gasosa, ilustrado na Figura. 

Nesse processo, são admitidas as seguintes reações principais:

CH₄ + H₂ O ⇌ CO + 3 . H₂

CH₄ + 2H₂ O ⇌ CO₂ + 4H₂

Sabe-se que a mistura reacional é dividida em diversos reatores menores (tubos reacionais). Como as reações de reforma são endotérmicas, há necessidade de aquecimento, o que é feito pela queima de combustível (geralmente o próprio metano) no forno que envolve os tubos reacionais.

Na condição representada na Figura, a mistura reacional entra a 500ºC e 15 atm e sai a cerca de 890ºC.

Nessas condições, conclui-se que