Questões de Concurso Sobre cinética e cálculo de reatores em engenharia química e química industrial

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Q2291707 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


Em um processo em batelada, não ocorre adição ou remoção de massa durante a operação.


Alternativas
Q2291706 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


Sistemas transientes também são conhecidos como sistemas estacionários.


Alternativas
Q2291705 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


Em um balanço molar para um reator químico em estado estacionário, a taxa de acúmulo de cada espécie química dentro do reator é igual a zero. 

Alternativas
Q2234456 Engenharia Química e Química Industrial
O reator é a unidade operacional de maior influência no projeto em muitos processos químicos, e, para poder atingir a plenitude da fabricação, os reatores de uma indústria tornam-se objetos de suma importância ao longo dos processos produtivos. Para reatores destinados a reações homogêneas existem duas categorias principais de reatores ideais, mais utilizados nas indústrias químicas, que são o reator CSTR (continuous stirred tank reactor) e o reator PFR (plug flow reactor).
Sobre os reatores químicos do tipo CSTR e PFR, analisar os itens abaixo:
I. Um PFR tem tipicamente uma eficiência maior do que um CSTR para um mesmo volume de reator.
II. Dado um mesmo tempo de residência, uma reação terá maior conversão em um CSTR do que em um PFR.
III. Um PFR é caracterizado pelo fato de que o escoamento de fluido através do reator é ordenado, não havendo mistura entre os elementos de fluidos.
Está(ão) CORRETO(S):
Alternativas
Q2234454 Engenharia Química e Química Industrial
Uma reação de primeira ordem (k = 0,500min-1 ) se processa em um reator de mistura perfeita de volume igual a 5 litros. A vazão volumétrica é de 2L/min, e a temperatura é igual a 50°C. Assumindo-se que a massa específica do meio reacional é igual a 1.250kg/m3 , o valor do número de Damköhler é igual a:
Alternativas
Q2234453 Engenharia Química e Química Industrial
A reação A(g) → B(g) é irreversível e obedece à cinética de primeira ordem, com k = 0,05min-1 . Essa reação é conduzida em um reator batelada de volume igual a 10 litros. Considerando-se que 5 mols de A puro sejam introduzidos no reator, qual o tempo necessário para que a concentração de A no reator seja de 0,1mol/L?
Alternativas
Q2234440 Engenharia Química e Química Industrial
Qual o valor da soma dos menores números inteiros que fazem o correto balanceamento da reação de combustão completa do octano?
Alternativas
Q2224896 Engenharia Química e Química Industrial
Um reator tubular com escoamento uniforme (PFR) é empregado para processar a reação elementar M → N cuja constante cinética é 0,20 min-1 . A vazão volumétrica de entrada no reator é 5 l/min. Nas condições especificadas, qual o volume do reator, em litros, necessário para reduzir a concentração de saída a 10% da concentração de entrada?
Alternativas
Q2224893 Engenharia Química e Química Industrial
Um reator industrial tem volume de 495 litros e é alimentado com os reagentes a uma vazão volumétrica de 11 l/s. Qual o tempo espacial, em minutos, desse reator? 
Alternativas
Q2224885 Engenharia Química e Química Industrial
Para responder à questão, considere as informações a seguir: Considere a reação química hipotética balanceada A + 2B → 2C + D que se processa em um reator batelada industrial, como ilustrado na Figura 3 a seguir: Imagem associada para resolução da questão
 Figura 3
Os reagentes empregados têm 100% de pureza e as quantidades empregadas foram: 1,48 kmol de A com 2,65 kmol de B. Ao final do processamento, foi obtido 1,20 kmol de D.
 Ao final do processamento, qual a conversão do reagente A no produto D?
Alternativas
Q2224884 Engenharia Química e Química Industrial
Para responder à questão, considere as informações a seguir: Considere a reação química hipotética balanceada A + 2B → 2C + D que se processa em um reator batelada industrial, como ilustrado na Figura 3 a seguir:
Imagem associada para resolução da questão
 Figura 3
Os reagentes empregados têm 100% de pureza e as quantidades empregadas foram: 1,48 kmol de A com 2,65 kmol de B. Ao final do processamento, foi obtido 1,20 kmol de D.
 Qual a fração de excesso, em base molar, do reagente em excesso?
Alternativas
Q2224870 Engenharia Química e Química Industrial
Um processo químico é qualquer operação ou conjunto de operações coordenadas que acarretam a transformação física ou química em um material ou misturas de materiais. O objetivo dos processos químicos é a obtenção de produtos desejados a partir de matérias primas selecionadas ou disponíveis. Considere um processo químico constituído de um reator industrial. Sabe-se que o modo de operação desse reator é tal que este é carregado com toda a matéria-prima necessária, em seguida, efetuado o processamento e, então, são removidos os produtos. Acerca do modo de operação desse reator, analise as assertivas a seguir:
I. Na situação descrita, diz-se que o processo químico está operando em regime transiente.
II. Variáveis como temperatura e concentração não variam com a posição dentro desse equipamento industrial, mas variam com o tempo.
III. Uma das vantagens desse modo de operação é a grande capacidade de processamento quando comparado a outros modos de operação.
Quais estão corretas?
Alternativas
Q2221245 Engenharia Química e Química Industrial
Os catalisadores são substâncias que aumentam a velocidade das reações, porém são consumidos por elas. Geralmente participam na etapa inicial dos mecanismos de reação e são regenerados na etapa seguinte. São propriedades fundamentais dos catalisadores:
I. Atividade: quanto maior a atividade do catalisador, maior a velocidade da reação.
II. Seletividade: alta seletividade reduz custos de separação, purificação e reaproveitamento dos rejeitos.
III. A estabilidade de catalisadores, durante sua utilização industrial, permanece inalterada.
IV. O processo de regeneralidade ocorre quando o catalisador se torna ineficiente, perdendo somente sua atividade.
Quais estão corretas?
Alternativas
Q2214015 Engenharia Química e Química Industrial
Na indústria, é muito usual dispor os reatores de mistura ou pistonados em diferentes sistemas em série e/ou paralelo. Essas disposições são muitas vezes utilizadas para se reduzir o volume total do sistema ou aumentar o desempenho do conjunto.
Em relação ao sistema de reatores, marque a opção INCORRETA.
Alternativas
Q2214014 Engenharia Química e Química Industrial
Uma reação homogênea é classificada como autocatalítica quando o produto da própria reação atua como catalisador. Nesse tipo de reação, a taxa inicial de consumo dos reagentes é baixa, porque uma pequena quantidade de produto está presente no meio reacional; a taxa aumenta continuamente até um valor máximo à medida que o produto vai sendo formado, para, depois, decrescer significativamente à medida que os reagentes são consumidos.
Dados: Equação de projeto do reator de mistura Imagem associada para resolução da questão
Equação de projeto do reator pistonado Imagem associada para resolução da questão

Nessas equações, V é o volume do reator, FA0 é a vazão molar inicial do reagente A, -rA é a taxa de consumo do reagente A com base no volume reacional e XA é a conversão do reagente A em produtos. 

Com base nessa informação e nas equações de projeto dos reatores de mistura e pistonado, assinale a alternativa INCORRETA.
Alternativas
Q2191156 Engenharia Química e Química Industrial
Em uma indústria química, é comum a realização de processos que envolvem reações químicas. O controle adequado dos reatores químicos é fundamental para que a reação ocorra de forma segura e eficiente. Nesse contexto, considere um reator químico de fluxo contínuo, onde ocorre a reação A → B. A vazão volumétrica de entrada do reagente A é de 5 L/min e a concentração do reagente A na corrente de entrada é de 0,1 mol/L. A reação é exotérmica e a temperatura no reator é mantida constante através de um resfriador. O tempo de residência do reagente no reator é de 10 minutos. Com base nas informações fornecidas, qual a concentração do reagente A na corrente de saída do reator, considerando que a conversão da reação é de 80%? 
Alternativas
Q2191143 Engenharia Química e Química Industrial
Um engenheiro químico é responsável por avaliar as emissões de diferentes indústrias, incluindo emissões gasosas. Para isso, é necessário que o profissional compreenda os princípios da cinética química e da termodinâmica aplicada. Qual é a lei que descreve a velocidade de uma reação química?
Alternativas
Q2176461 Engenharia Química e Química Industrial
Metano e oxigênio reagem na presença de um catalisador para formar formaldeído. Em uma reação paralela, parte do metano é oxidada a dióxido de carbono e água. A alimentação do reator contém quantidades equimolares de metano e oxigênio. Admita uma base de 100 moles de alimentação/s. Considerando a conversão fracional de metano como 0,900, e o rendimento fracional de formaldeído como 0,855. A partir da composição molar da corrente de saída do reator, qual a seletividade da produção de formaldeído em relação à produção de dióxido de carbono?
Processo de Síntese de Formaldeído: CH4 + O2 → HCHO + H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2
Alternativas
Q2176450 Engenharia Química e Química Industrial
Na produção de óleo de soja, grãos de soja contendo 13,0% em massa de óleo e 87,0% de sólidos são moídos e vertidos em um tanque agitado (extrator), junto com uma corrente reciclada de n-hexano líquido. A razão de alimentação é de 3 kg de hexano/kg de grãos moídos. Os grãos moídos são suspensos no líquido, e praticamente todo o óleo nos grãos é extraído pelo hexano. O efluente do extrator passa para um filtro. A torta de filtro contém 75,0% em massa de sólidos e o resto é óleo e hexano, na mesma razão com que saem do extrator. A torta de filtro é descartada e o filtrado líquido é vertido em um evaporador, no qual o hexano é vaporizado e o óleo permanece como líquido. O óleo é armazenado em tambores e comercializado. O vapor de hexano é subsequentemente resfriado e condensado, e o hexano líquido é reciclado para o extrator. Um fluxograma e alguns dados relevantes do processo são dados a seguir. Considerando esse processo, assinale a alternativa que apresenta, respectivamente o rendimento de óleo de soja (kg óleo/kg grãos fornecidos), a alimentação virgem de hexano requerida (kg C6H14/kg grãos fornecidos), e a razão do reciclo para a alimentação virgem (kg hexano reciclado/kg alimentação virgem).
Imagem associada para resolução da questão
Alternativas
Q2176449 Engenharia Química e Química Industrial
O metano e o oxigênio reagem na presença de um catalisador para formar formaldeído. Em uma reação paralela, parte do metano é oxidado a dióxido de carbono e água. A alimentação do reator contém quantidades equimolares de metano e oxigênio. Admitindo uma base de 100 moles de alimentação/segundo, determine quantas variáveis de processo (em termos das extensões de reação) devem ser especificadas para que as restantes possam ser calculadas.
Processo de Síntese de Formaldeído: CH4 + O2 → HCHO +H2O CH4  + 2O2→ CO2 + 2H2O
Alternativas
Respostas
21: C
22: E
23: C
24: C
25: E
26: A
27: E
28: A
29: D
30: D
31: D
32: C
33: B
34: A
35: B
36: A
37: B
38: D
39: C
40: C