A reação 3 B → R ocorre em fase gasosa, em um reator tubular...
A reação 3 B → R ocorre em fase gasosa, em um reator tubular ideal que opera em regime permanente a temperatura e pressão constantes. O reator é alimentado com B puro na concentração de 660 mol/L e vazão de 600 L/h. Se a taxa de consumo de B é constante e igual a 33 mol L-1 min-1, o volume de reator, em L, necessário para que a concentração de B na saída seja igual 330 mol/L é
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Qual é a vazão de sáida de B?... tá fácil não de encontrar essa conversão.
Para resolver essa questão é necessário calcular a conversão a partir da seguinte fórmula:
CB = CB0 * ( (1 - x) / (1 + E*x)
Onde E = (moles finais - moles iniciais) / moles iniciais = -2/3
O resultado dessa operação será uma conversão de x = 0,75
Com isso, pelo balanço de massa podemos calcular o volume:
V = (FB0 * x) / -rB = 150L
A relação Cb = Cb0 (1 - x), vale quando a vazão volumétrica permanece constante.
Como temos um gás e a reação reduz o número de mols, a vazão volumétrica também diminuirá ao longo do reator.
Portanto, é necessário considerar o consumo de B e a formação de R para calcular a conversão,
Fb = Fb0 (1 - x)
e para formar R pela estequiometria da reação teremos,
Fr = (Fb0 * x)/3
Assim, a vazão molar total na saída é
Ft = Fb + Fr = Fb0 (1 - x) + (Fb0 * x)/3
Ft = Fb0 (1 - 2X/3)
Manipulando para determinar a conversão em termo das concentrações conhecidas,
Ft/Fb0 = (1 - 2X/3)
Como, Cb = Fb/Q
então,
Cb = Cb0 (1 - X)/(1 - 2X/3)
Aqui já conseguimos determinar a conversão, depois é só aplicar na fórmula de Volume do Reator.
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