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

A importância do projeto de reatores está ligada à cinética química, e os reatores são o ponto central de quase todos os produtos químicos industriais. Sobre os tipos e particularidades dos reatores, analise as assertivas abaixo:
I. Os reatores podem ser classificados de acordo com o tipo de reação, a geometria do equipamento e o número de pratos internos.
II. O objetivo de usar catalisadores em um reator é aumentar a velocidade da reação química, pois catalisadores promovem um caminho reativo e de alta energia.
III. Reações catalisadas formam um composto intermediário e transiente, pois ele acaba se decompondo no final da reação, deixando a substância inicial inalterada.
IV. Reatores de leito fixo se distinguem de reatores tubulares devido à presença de partículas (catalisadores) no leito do equipamento em vez de entre as tubulações.

Quais estão corretas?

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,