PQI 3305 Engenharia de Reatores Químicos I

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1 PQI 3305 Engenharia de Reatores Químicos I Processos com Reações Químicas: Reatores Químicos Estrutura de um Processo Industrial Reciclos Matérias- Primas Preparação Transformações Químicas cabamento Produtos Reeitos Reatores Químicos Processos de Tratamento Efluentes 1

2 reator batelada (batch) reator contínuo de tanque agitado 2

3 reator contínuo de tanque agitado reator tubular 3

4 reatores de leito fixo (Conversor de SO 2 ) 4

5 microrreatores Célula nimal 5

6 BLNÇO DE MSS CINÉTIC DE REÇÕES QUÍMICS SISTEM DE REÇÕES BLNÇO DE ENERGI CÁLCULO DE: - Conversões - Concentrações das Espécies - Dimensões do sistema 6

7 Obetivos do Curso: Ensinar a solucionar o conunto de equações dos Balanços de Massa e de Energia, combinados com Modelos Cinéticos. PQI 3305 Engenharia de Reações Químicas I 2º quadrimestre de 2017 Prof. Roberto Guardani (LSCP Bloco 21 térreo) Prof. ntonio Carlos S. C. Teixeira (LSCP Semi-Industrial 3 o andar) ulas Parte 1: 2ª feira - das 9h20 às 11h00 Parte 2, turma 11: 2ª feira - das 13h10 às 14h50 Parte 2, turma 12: 2ª feira - das 15h às 16h40 Critério de provação média final M = (3P+L)/4 5,0 em que: L = nota do proeto P = média de 2 provas, com pesos 1,0 e 2,0 respectivamente: P = (P1 + 2 P2)/3 7

8 PQI 3305 Engenharia de Reações Químicas I Bibliografia C. HILL, n Introduction to Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design, Wiley, G.. ROMENT & K.B. BISCHO, Chemical Reactor nalysis and Design, Wiley, New York, 2 nd ed., H.S. OGLER, Elements of Chemical Reaction Engineering, 2 nd ed., Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1992, 3 rd ed., 1999, 4 th ed., Há edição em português (traduções da 3ª e 4 a edições). J.M. SMITH, Chemical Engineering Kinetics, McGraw-Hill, New York, 3 rd ed M. SCHML, Cinética e Reatores, plicação na Engenharia Química (Teoria e Exercícios). Synergia, Rio de Janeiro, O. LEVENSPIEL, Engenharia das Reações Químicas, trad. da 2ª edição de Chemical Reaction Engineering, Edgar Blucher e EDUSP, São Paulo, Trad.da 3 a. edição, Edgar Blucher, R. RIS, Elementary Chemical Reactor nalysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, PQI 3305 Engenharia de Reações Químicas I Plano de ulas 1 08/05 presentação do curso. Introdução. Tipos de reatores ideais. Balanços molares Conversão ou fração convertida. plicações ao proeto para reatores ideais 2 15/05 plicações de cinética e estequiometria no proeto de reatores /05 29/05 plicações de cinética e estequiometria no proeto de reatores Obtenção e tratamento de dados cinéticos 5 05/06 Proeto de reatores isotérmicos para reações simples 6 12/06 Proeto de reatores isotérmicos para reações simples 7 19/06 Reações múltiplas /06 PROV P1 8

9 PQI 3305 Engenharia de Reações Químicas I Plano de ulas 9 03/07 Balanço de energia. Proeto de reatores não isotérmicos /07 Balanço de energia. Proeto de reatores não isotérmicos /07 Balanço de energia. Proeto de reatores não isotérmicos /07 Tópicos complementares: proeto de reatores não isotérmicos 13 31/07 PROV P /08 Reservada para apoio e elaboração do trabalho final 15 14/08 presentação do trabalho final 21/08 PROV SUB 23-25/08 PROV REC Estrutura de um Processo Industrial Reatores Industriais Descontínuos Pequenas Capacidades Processamento em Lotes, ou Bateladas Operam em Regime Transiente Contínuos Grandes Capacidades Processamento Contínuo Operam em Regime Permanente 9

10 Balanço Molar para uma espécie éi em sistema com uma ou mais reações dn dt 0 R Taxa Específica de Reação R V r dv r f T, C Dimensões: (moles de formados) (tempo) (unid. volume) 10

11 balanço molar para uma espécie em sistema com uma ou mais reações dn dt 0 V r dv para conteúdo perfeitamente agitado: dn dt 0 r V conversão (fração convertida) a bb b a B c a cc C d a dd D batelada contínuo X N 0 N N 0 X

12 batelada (batch) dn dt r V reator contínuo de tanque agitado (CSTR) V 0 r reator tubular (PR) d dv r reator de leito fixo (PBR) d dw r batelada (batch) N 0 dx dt r V reator contínuo de tanque agitado (CSTR) V ( 0 X saída ( r X ) saída entrada ) reator tubular (PR) dx dv 0 r reator de leito fixo (PBR) dx dw 0 r 12