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Época Especial de ERI I T , 21 de julho de 2017
Engenharia das Reacções I
Mestrados Integrados em Engenharia Química e Engenharia e Biológica
Duração: 2 h e no máximo 30 min de tolerância
1. A reacção elementar A → B é realizada num reactor batch de volume 350 L. O reactor é carre-
gado com 350 L de uma solução 2.0 M em A.
(a) Calcule o tempo de reacção para obter-se 60.0% de conversão se o reactor funcionar iso- (3 val.)
termicamente a 60ºC.
(b) Se existirem 3 turnos por dia, estime a produção molar anual de B. Justifique as aproxima- (3 val.)
ções/arbitragens realizadas.
9000
k = 1, 25 · 1010 e − T (mi n −1 )
Solução:
(a) A velocidade da reacção à temperatura de 333. K é de 0.0231 mi n −1 .
O tempo de reacção é dado por:
Z x dx
Z 0,6 dx
t = C Ao = 1/k = −1/k × l og (0, 4)
0 −r A 0 1−x
O tempo é 39.6 min.
(b) Para calcular o número de bateladas diárias é necessário arbitrar o tempo de paragem.
Este tempo não deve ser muito maior que 30% do tempo de reacção mas não deve ser
menor que 30 min. Neste caso utilizou-se 30 min. O que deu
µ ¶
8 · 60
N = 3× INT = 18
30 + 39.6
A produção por batelada é de
P b = V · C B = V · C Ao · 0, 6 = 420. mol
Ao número de dias do ano terá de ser subtraído o número de dias de fim de semana
(52 × 2), uma vez que utilizamos os 3 turnos por dia, o de feriados (' 12) e o de férias 22.
Isto é o número de dias úteis do ano são 222.
A produção anual é de P = N × P b ×222= 1680. kmol
2. Em 2011, Wu, C.W. et. all estudaram a decomposição térmica do etanol. (3 val.)
C 2 H5OH → pr od ut os
Numa das suas experiências em reactor fechado, volume constante e a 850 K encontraram que
a concentração de etanol variava com o tempo da seguinte forma:
t (s) 0 50 100 150 200 250
C E t [M ] 2.50 1.26 0.630 0.316 0.159 0.0798
Época Especial de ERI I T , 21 de julho de 2017
Engenharia das Reacções I
Mestrados Integrados em Engenharia Química e Engenharia e Biológica
Duração: 2 h e no máximo 30 min de tolerância
1. A reacção elementar A → B é realizada num reactor batch de volume 350 L. O reactor é carre-
gado com 350 L de uma solução 2.0 M em A.
(a) Calcule o tempo de reacção para obter-se 60.0% de conversão se o reactor funcionar iso- (3 val.)
termicamente a 60ºC.
(b) Se existirem 3 turnos por dia, estime a produção molar anual de B. Justifique as aproxima- (3 val.)
ções/arbitragens realizadas.
9000
k = 1, 25 · 1010 e − T (mi n −1 )
Solução:
(a) A velocidade da reacção à temperatura de 333. K é de 0.0231 mi n −1 .
O tempo de reacção é dado por:
Z x dx
Z 0,6 dx
t = C Ao = 1/k = −1/k × l og (0, 4)
0 −r A 0 1−x
O tempo é 39.6 min.
(b) Para calcular o número de bateladas diárias é necessário arbitrar o tempo de paragem.
Este tempo não deve ser muito maior que 30% do tempo de reacção mas não deve ser
menor que 30 min. Neste caso utilizou-se 30 min. O que deu
µ ¶
8 · 60
N = 3× INT = 18
30 + 39.6
A produção por batelada é de
P b = V · C B = V · C Ao · 0, 6 = 420. mol
Ao número de dias do ano terá de ser subtraído o número de dias de fim de semana
(52 × 2), uma vez que utilizamos os 3 turnos por dia, o de feriados (' 12) e o de férias 22.
Isto é o número de dias úteis do ano são 222.
A produção anual é de P = N × P b ×222= 1680. kmol
2. Em 2011, Wu, C.W. et. all estudaram a decomposição térmica do etanol. (3 val.)
C 2 H5OH → pr od ut os
Numa das suas experiências em reactor fechado, volume constante e a 850 K encontraram que
a concentração de etanol variava com o tempo da seguinte forma:
t (s) 0 50 100 150 200 250
C E t [M ] 2.50 1.26 0.630 0.316 0.159 0.0798
