Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre cinética e cálculo de reatores em engenharia química e química industrial

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

                                  


No processo ilustrado na Figura acima, operando em regime permanente, ocorre a reação R→ Produtos. Seja Q_R,i a vazão molar do composto R na corrente i.

Se Q _R,5 /Q_R,3 é igual a 0,8, e a conversão de R por passe é igual a 0,5, a conversão global de R é, aproximadamente, igual a

O limite mínimo de inflamabilidade de um gás combustível é o teor mínimo do gás que forma uma mistura explosiva com o ar. Para o metano, este valor consiste em 5% de metano em fração volumétrica da mistura.

Em uma sala de pesquisa, um cilindro de gás, em base volumétrica com 50% de metano e 50% de uma mistura O₂ /N₂ com composição similar à do ar atmosférico, alimenta um reator a uma vazão de 2 mol . min^-1 .

Em caso de vazamento da mistura para tal sala, admitindo que tal sala esteja totalmente fechada e contenha inicialmente 1.800 mols de ar atmosférico, o gás na sala atingirá o limite mínimo de inflamabilidade em quantos minutos?

Uma unidade de craqueamento catalítico opera com processo fluid catalytic cracking (FCC), utilizando zeólita como catalisador. Devido aos constantes atrasos na entrega do catalisador, decidiu-se trocar o fornecedor. Ele, porém, só dispõe de zeólita com granulometria maior do que a anteriormente empregada, ainda que com as mesmas características.

Com o uso do novo catalisador, a taxa reacional no processo FCC