Questões da Prova CESGRANRIO - 2014 - Petrobras - Engenheiro(a) de Processamento Júnior

                                        

Considere uma reação que se processa em fase líquida em dada temperatura. Acima está representado o inverso da taxa de reação do reagente A em função de sua conversão. Se 30 mol/s do reagente A são alimentados a uma concentração de 3 mol/L, em um CSTR, desejando-se atingir uma concentração de 0,9 mol/L de reagente na saída, o volume do reator, em litros, será aproximadamente de

                                    

O gráfico acima apresenta o comportamento de duas correntes de n-butano ao longo do volume de um reator PFR, operando em fase líquida nas mesmas condições de alimentação, porém com temperaturas de operação do reator distintas. O reator processa a reação de isomerização do n-butano para formação do i-butano, de acordo com a reação

n-butano → i-butano r = k . C _n-but

e onde r é a taxa de reação, C _n-but é a concentração de n-butano, e k é constante da reação. A constante de reação segue a lei de Arrhenius, na forma

                                              

onde A é o fator pré-exponencial, E é a energia de ativação, R é a constante universal dos gases, e T é a temperatura. O valor de de E/R , em K, é dado por onde β é tal que

Em um reator, operando a uma temperatura de 556 K e a uma pressão de 2 bar, ocorre a seguinte reação:

                                     CO_(g) + H2 O_(g) ↔ CO2_(g) + H_2(g) (1)

Nessa temperatura, a constante de equilíbrio da reação assume o valor de K₁ = 54,6. Além disso, a corrente de alimentação do reator contém água e monóxido de carbono na razão molar de 2:1, respectivamente.

Sabendo-se que a razão molar entre água e dióxido de carbono na saída do reator é de 1,035, a razão molar entre hidrogênio e monóxido de carbono na saída do reator é de

Um mol de um gás ideal confinado é comprimido isotermicamente, a uma temperatura T, de forma abrupta, por uma pressão externa constante P até reduzir seu volume à metade do volume inicial, ficando em equilíbrio com a pressão externa ao final do processo.

Sendo R a constante dos gases, o trabalho de compressão deste gás é dado por:

Seja a reação de deslocamento gás água CO + H₂O ⇄CO₂+ H₂ conduzida em um reator adiabático. A alimentação consiste apenas de H₂ O/CO em proporção estequiométrica. Se a temperatura da entrada é 300 °C e a da saída é 370 °C, a conversão dos reagentes é, aproximadamente, de

(hi representa a entalpia molar do composto i)
h_CO(370 ^o C) - h_CO(300 ^o C) = 2,2 x 10³ J/mol
h_H2O(370 ^o C) - h_H2O(300 ^o C) = 2,6 x 10³ J/mol
calor de reação a 370 ^o C ≈ -4 x 10⁴ J/mol