Reatores / princípios de processos, Resumos de Engenharia Química

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Reatores

Químicos

Professor Leandro Aguiar

U N I V E R S I D A D E D E S Ã O P A U L O

Escola de Engenharia de Lorena

Sumário

• AULA 1- INTRODUÇÃO A REATORES
• AULA 2 – ARRANJO DE REATORES
• AULA 3 – REATORES COM RECICLO
• AULA 4 – REAÇÕES AUTOCATALÍTICAS
• AULA 5 – REAÇÕES MÚLTIPLAS I: NOÇÕES GERAIS
• COMPUTACIONAL AULA 6 – REAÇÕES MÚLTIPLAS II: PROBLEMAS DE RESOLUÇÃO
• AULA 7 – EXERCÍCIOS PREPARATÓRIOS PARA A P1
• AULA 8 – EFEITOS TÉRMICOS EM REATORES IDEAIS I: Balanço de energia
• troca térmica AULA 9 – EFEITOS TÉRMICOS EM REATORES IDEAIS II: Reatores contínuos com
• adiabáticas de equilíbrio, múltiplos estados estacionários, reações múltiplas não isotérmicas AULA 10 – EFEITOS TÉRMICOS EM REATORES IDEAIS III: Temperatura e conversão
• estado não estacionário AULA 11 – EFEITOS TÉRMICOS EM REATORES IDEAIS IV: Balanço de energia em
• AULA 12 – REATORES CATALÍTICOS HETEROGÊNEOS
• AULA 13 – REATORES NÃO IDEAIS
• AULA 14 – EXERCÍCIOS PREPARATÓRIOS PARA A P2.............................................
• LISTAS DE EXERCÍCIOS
• BIBLIOGRAFIA
• APÊNDICE A – INTEGRAIS DEFINIDAS
• APÊNDICE B – INTEGRAIS INDEFINIDAS
• APÊNDICE C – REGRA DE SIMPSON..............................................................................

Em que Fi0 e Fi (i= A, B, C, D) são as vazões molares dos componentes na

entrada e na saída do reator respectivamente (unidade:

𝑘𝑚𝑜𝑙

ℎ

𝑚𝑜𝑙

𝑚𝑖𝑛

𝑚𝑜𝑙

𝑠

Uma variável muito importante e que aparece constantemente em cálculos

de reatores é a concentração molar. A concentração molar de um componente

‘i’ é dada por:

𝑖

𝑁

𝑖

𝑉

Sendo que ‘V’ é o volume da mistura reacional. Se a reação ocorrer em fase

líquida, pode-se considerar desprezível a variação de volume. Assim, o volume

reacional em qualquer instante da reação (V) possui praticamente o mesmo valor

do volume no início da reação (V 0 ) e a equação 1.9 pode ser reescrita como:

𝑖

𝑁

𝑖

𝑉

0

Aplicando para o reagente A, e substituindo 1.1 em 1.10, obtém-se:

𝐴

𝑁 𝐴

𝑉 0

𝑁 𝐴 0

𝑉 0

𝐴

A relação

𝑁

𝐴 0

𝑉 0

representa a concentração molar de A no início da reação (𝐶

𝐴 0

𝐴

𝐴 0

𝐴

A equação 1.12 fornece a concentração de A quando a reação atinge a

conversão XA. Para os demais componentes, o raciocínio é análogo:

𝐵

𝐴 0

𝐵

𝑏

𝑎

𝐴

𝐶

𝐴 0

𝐶

𝑐

𝑎

𝐴

𝐷

𝐴 0

𝐷

𝑑

𝑎

𝐴

Para reatores contínuos, C i

e C i

representam as concentrações do

componente ‘i’ nas correntes de entrada e saída do reator respectivamente. As

equações (1.12) - (1.15) também são válidas para reações em fase gasosa

conduzidas em reator batelada de paredes rígidas. As paredes rígidas impedem

a contração ou expansão do gás, fazendo com que seu volume fique constante.

No entanto, em outros tipos de reator, a mistura gasosa pode se expandir ou

contrair, que é o caso do reator batelada com parede móvel (êmbolo) e dos

reatores contínuos, conforme mostrado na Figura 1.1.

Figura 1.1 - Variação de volume da mistura reacional

O reator tubular da figura é um exemplo de reator contínuo, mas a análise também é válida para

CSTR.

Será utilizado ‘V’ (maiúsculo) para volume (L, m³, cm³, etc) e ‘v’ (minúsculo)

para vazão volumétrica (

𝑚³

ℎ

𝐿

𝑚𝑖𝑛

𝐿

𝑠

, etc).

Portanto, para reações com variação de volume (ou vazão volumétrica), as

equações (1.10) – (1.15) não são mais válidas. Deve-se partir da equação 1.9 e

reescrever as fórmulas considerando as seguintes variações de volume e vazão

volumétrica:

0

𝐴

𝐴

𝑃 0

𝑇

𝑃𝑇 0

0

𝐴

𝐴

𝑃

0

𝑇

𝑃𝑇 0

Sendo que:

P

0

e P: Pressões inicial e final (ou de entrada e saída);

T 0 e T: Temperaturas inicial e final (ou de entrada e saída);

𝐴

: Fator de expansão (ou fração de conversão volumétrica);

𝐴

𝐴 0

𝑑+𝑐−𝑏−𝑎

𝑎

𝐴 0

: Fração molar de ‘A’ na alimentação.

Substituindo 1.1 e 1.16 em 1.9 têm-se:

𝐴

𝐴

𝛼

𝐵

𝛽

𝑚𝑜𝑙

𝐿 𝑚𝑖𝑛

Em que: 𝑘 = 𝐴. 𝑒𝑥𝑝 (

−𝐸

𝑅𝑇

A: Fator de frequência;

E: Energia de ativação;

T: Temperatura absoluta.

Por exemplo, se a reação for de primeira ordem para A (=1) e primeira ordem

para B (β=1), ou seja, segunda ordem global, tem-se a equação:

𝐴

𝐴

1

𝐵

1

𝑚𝑜𝑙

𝐿 𝑚𝑖𝑛

Sabendo-se que CA e CB são concentrações molares em

𝒎𝒐𝒍

𝑳

, a unidade do ‘k’,

para este caso, será

𝑳

𝒎𝒐𝒍 𝒎𝒊𝒏

. Em outras palavras, conhecendo-se a unidade do

‘k’, determina-se a ordem global da reação.

Maiores detalhes sobre estes conceitos fundamentais de estequiometria e leis

de velocidade podem ser encontrados nos capítulos 1-3 da apostila de CQA.

1.2. Balanços molares

Pode-se afirmar que as equações de balanço são as mais importantes na

resolução da maioria dos problemas de engenharia química. Ao efetuar um

balanço molar deve-se, inicialmente, delimitar o volume de controle que se

pretende estudar, conforme mostrado na Figura 1.2.

Figura 1.2 – Volume de controle

Em seguida, deve-se escolher para qual componente será feito o balanço.

Também é possível fazer o balanço global para a mistura toda. Para reações

simples, costuma-se fazer o balanço molar para o reagente limitante. Assim, o

balanço molar para ‘A’ pode ser escrito como:

Traduzindo em variáveis molares:

𝒅𝑵 𝑨

𝒅𝒕

𝑨𝟎

𝑨

𝑨

𝒎𝒐𝒍

𝒎𝒊𝒏

Sendo ‘t’, o tempo de reação.

Dependendo do processo e volume de controle escolhido, pode haver mais

que uma corrente de entrada e saída (ex.: sistemas de reatores em série e

paralelo) e também mais do que um termo de reação (ex.: reações múltiplas).

Também pode ocorrer do reator não possuir a corrente de saída, constituindo

uma operação semi-batelada. Nesta aula, o foco será em reações simples

isotérmicas em reator tipo batelada (F A

= F

A

= 0 ) e em reatores contínuos do

tipo CSTR e PFR. Partindo-se da equação (1.30) e fazendo-se uso das equações

(1.1) e (1.5), é possível deduzir as fórmulas de cada um desses reatores,

conforme mostrado na Tabela 1.1.

Tabela 1.1 – Equações de projeto dos reatores

Reator Croqui Fórmula

Batelada 𝑡 = 𝑁

𝐴 0

𝐴

𝐴

𝑋

𝐴

0

CSTR

𝐴 0

𝐴

𝐴

PFR 𝑉 = 𝐹

𝐴 0

𝐴

𝐴

𝑋

𝐴

0

É importante ressaltar que as fórmulas da Tabela 1.1 só são válidas quando

se trabalha com um reator individualmente. Para arranjo de reatores, as fórmulas

podem mudar, como será visto na aula 2.

O cálculo do volume do reator batelada pode ser feito através das equações

𝐺

𝜌

𝑚

̇

𝑁 𝑏𝑎𝑡

𝑏𝑎𝑡

1

𝑡 𝑏𝑎𝑡

E por fim, calcula-se o tempo:

𝑡 =

1

0 , 865

𝑙𝑛

1

( 1 − 0 , 8 )

 𝑡 = 1 , 86 𝑚𝑖𝑛

b) Para reação de segunda ordem: (−𝑟 𝐴

) = 𝑘𝐶

𝐴

2

Portanto: 𝑡 = 𝑁 𝐴 0

∫

𝑑𝑋 𝐴

𝑘𝐶

𝐴

2

𝑉

𝑋 𝐴

0

=

𝑁 𝐴 0

𝑘𝐶

𝐴 0

2

𝑉

∫

𝑑𝑋 𝐴

( 1 −𝑋 𝐴

)

2

𝑋 𝐴

0

No Apêndice A encontra-se a integral A3:

𝑡 =

𝑁

𝐴 0

𝑘𝐶

𝐴 0

2

𝑉

𝑋

𝐴

1 −𝑋

𝐴

𝑋 𝐴

=

𝑁 𝐴 0

−𝑁 𝐴

𝑁 𝐴 0

=

19

20

= 0 , 95

𝑡 =

20

2 𝑥 1

2

𝑥 20

0 , 95

1 − 0 , 95

 𝑡 = 9 , 5 ℎ

c) Por Clapeyron:

𝐶 𝐴 0

=

𝑦 𝐴 0

𝑃 0

𝑅𝑇

 1 =

1 𝑥𝑃 0

0 , 082 𝑥 400

 𝑃

0

= 32 , 8 𝑎𝑡𝑚

Para o cálculo da pressão final, pode-se recorrer à equação (1.16):

𝑉 = 𝑉 0

( 1 + 𝜀

𝐴

𝑋

𝐴

)

𝑃 0

𝑇

𝑃𝑇 0

.

𝛿 =

1 + 1 − 1

1

= 1 ; 𝜀

𝐴

= 1 𝑥 1 = 1

Considerando volume e temperatura constantes:

𝑃 = 𝑃 0

( 1 + 𝜀

𝐴

𝑋

𝐴

) = 32 , 8

( 1 + 1 𝑥 1

) = 65 , 6 𝑎𝑡𝑚

1.3.2. Uma enzima específica atua como catalisador na fermentação do

reagente A. Para uma dada concentração de enzima na corrente aquosa de

entrada (25 L/min), encontre o volume necessário do reator de mistura perfeita

(CSTR), para converter 95% do reagente A (𝐶

𝐴 0

𝑚𝑜𝑙

𝐿

). A cinética da

fermentação, nesta concentração específica da enzima é: 𝐴 → 𝑅.

Dado: (−𝑟

𝐴

0 , 1 𝐶

𝐴

1 + 0 , 5 𝐶

𝐴

𝑚𝑜𝑙

𝐿 𝑚𝑖𝑛

Solução

A equação de projeto do reator de mistura perfeita é:

𝑉 =

𝐹 𝐴 0

𝑋 𝐴

( −𝒓 𝑨

)

Sendo a reação conduzida em fase aquosa, pode-se considerar:

𝐶 𝐴

= 𝐶

𝐴 0

( 1 − 𝑋

𝐴

) = 1

( 1 − 0 , 95

) = 0 , 05

𝑚𝑜𝑙

𝐿

(−𝑟 𝐴

) =

0 , 1 𝑥 0 , 05

1 + 0 , 5 𝑥 0 , 05

= 4 , 88 𝑥 10

− 3

𝑚𝑜𝑙

𝐿 𝑚𝑖𝑛

Aplicando a equação (1.24) para as condições de alimentação:

𝐹 𝐴 0

= 𝐶

𝐴 0

𝑣 = 1 𝑥 25 = 25

𝑚𝑜𝑙

𝑚𝑖𝑛

Portanto:

𝑉 =

25 𝑥 0 , 95

4 , 88 𝑥 10

− 3

 𝑉 = 4867 𝐿

1.3.3. À temperatura de 649ºC, o vapor da fosfina se decompõe como segue:

3

4

2

𝑓𝑜𝑠𝑓𝑖𝑛𝑎

𝑓𝑜𝑠𝑓𝑖𝑛𝑎

Para uma alimentação de 2/3 de fosfina e 1/3 de inerte (molar), qual é a

capacidade necessária de um PFR, operando a 649°C e 11,4 atm, para converter

75% de 10 mols de fosfina/h?

Solução

Fosfina = A.

Cálculo da concentração inicial:

𝐶 𝐴 0

=

𝑦

𝐴 0

𝑃

0

𝑅𝑇

=

2

3

𝑥 11 , 4

0 , 082 𝑥 922

= 0 , 1

𝑚𝑜𝑙

𝐿

Equação de projeto do PFR:

𝑉 = 𝐹 𝐴 0

∫

𝑑𝑋 𝐴

(−𝑟 𝐴

)

𝑋 𝐴

0

= 𝐹

𝐴 0

∫

𝑑𝑋 𝐴

10 𝐶 𝐴

𝑋 𝐴

0

=

𝐹 𝐴 0

10 𝐶 𝐴 0

∫

( 1 +𝜀 𝐴

𝑋 𝐴

)

( 1 −𝑋 𝐴

)

𝑑𝑋

𝐴

𝑋 𝐴

0

A integral A5 do formulário fornece:

𝑉 =

𝐹 𝐴 0

10 𝐶 𝐴 0

( 1 + 𝜀

𝐴

)𝑙𝑛 (

1

1 −𝑋 𝐴

) − 𝜀

𝐴

𝑋

𝐴

𝛿 =

6 + 1 − 4

4

= 0 , 75 ; 𝜀

𝐴

=

2

3

𝑥 0 , 75 = 0 , 5

𝑉 =

10

10 𝑥 0 , 1

[( 1 + 0 , 5 )𝑙𝑛 (

1

1 − 0 , 75

) − 0 , 5 𝑥 0 , 75 ]  𝑉 = 17 , 04 𝐿

 Aplicar equações de balanço. No presente capítulo serão estudadas

somente reações isotérmicas, portanto, trata-se somente do balanço

molar (equação 1.29);

 Trabalhar matematicamente a equação de balanço para tornar mais fácil

a resolução do problema. Se possível, integrar analiticamente a

expressão para se obter uma equação algébrica.

Estes passos serão aplicados não só no estudo de arranjo de reatores mas

também em todos os tópicos da ementa de Reatores Químicos.

2.2.1. CSTRs em série

O caso mais simples a ser estudado é o arranjo em série de 2 CSTRs.

Arranjo em série significa que a corrente de saída do primeiro reator alimenta o

segundo reator. Seguindo os passos supracitados, deve-se primeiro definir o

volume de controle. Inicia-se estudando o primeiro reator da série, ou seja, o

volume de controle escolhido é o conteúdo do primeiro reator, conforme

mostrado na Figura 2.1.

Figura 2.1 – Volume de controle para balanço molar no reator 1.

Considerando a reação A  B e aplicando o balanço molar neste volume

de controle obtém-se:

1

𝐹

𝐴 0

𝑋

𝐴 1

( −𝒓 𝑨

)

Sendo V 1 e XA1 o volume do reator 1 e a conversão na saída do reator 1,

respectivamente. Conforme definido na equação (1.5), a vazão molar de saída

do reator 1 pode ser escrita como:

𝐴 1

𝐴 0

𝐴 1

A equação (2. 5 ) é a própria equação de projeto do CSTR definida para um único

reator na aula 1. Porém, para o reator 2, não se pode aplicar esta equação de

maneira análoga, pois sua alimentação não possui conversão zero! Deve-se

partir do balanço molar inicial (equação 1.29) para o volume de controle

mostrado na Figura 2.2, que resultará na equação (2.7).

Figura 2.2 – Volume de controle para balanço molar no reator 2.

𝑑𝑁 𝐴

𝑑𝑡

𝐴 1

𝐴 2

𝐴

2

Sabe-se que num CSTR o acúmulo é zero e a vazão de saída, FA2,

conforme mostrado na equação (1.5), pode ser escrita como:

𝐴 2

𝐴 0

𝐴 2

Sendo que XA2 é a conversão global de A no sistema em série, ou seja, é a fração

convertida do FA0 alimentado na entrada do sistema. Assim, a equação (2.7) fica:

𝐴 0

𝐴 1

𝐴 0

𝐴 2

𝐴

2

2

𝐹

𝐴 0

(𝑋

𝐴 2

−𝑋

𝐴 1

)

(−𝑟

𝐴

)

𝐹

𝐴 0

∆𝑋

𝐴

(−𝑟

𝐴

)

A equação (2.10) é, de certo modo, intuitiva, pois o reator 2 contribui com

uma conversão parcial em relação a FA0 que vai de XA1 até XA2.

Para 3 ou mais CSTRs em série, o raciocínio é análogo. Este estudo de

muitos CSTRs em série (cascata de CSTRs) pode ser facilitado caso todos os

reatores possuam o mesmo volume e trabalhem na mesma temperatura.

Considerando novamente a reação A  B e supondo que ela seja de primeira

ordem em fase líquida, tem-se, para o primeiro reator:

𝐹

𝐴 0

𝑋

𝐴 1

(−𝑟

𝐴

)

𝑣

0

𝐶

𝐴 0

𝑋

𝐴 1

𝑘𝐶

𝐴 1

𝐶

𝐴 0

𝑋

𝐴 1

𝑘𝐶

𝐴 0

( 1 −𝑋

𝐴 1

)

𝐴 1

𝑘𝜏

1 +𝑘𝜏

Para fase líquida:

𝐴 1

𝐴 0

𝐴 1

𝐴 0

𝑘𝜏

1 +𝑘𝜏

𝐴 1

𝐶

𝐴 0

( 1 +𝑘𝜏)

𝐶

𝐴 0

( 1 +𝐷𝑎)

Aplicando-se o balanço para cada um dos 4 volumes de controle obtém-se,

para os CSTRs:

1

𝐹

𝐴 01

𝑋

𝐴 1

(−𝑟

𝐴

)

1

2

𝐹

𝐴 02

𝑋

𝐴 2

(−𝑟

𝐴

)

2

E para PFRs:

1

𝐴 01

𝑑𝑋 𝐴

( −𝑟 𝐴

)

𝑋

𝐴 1

0

2

𝐴 02

𝑑𝑋 𝐴

( −𝑟 𝐴

)

𝑋

𝐴 2

0

Em ambos os arranjos da Figura (2.4), a conversão global (X A

) se refere

à vazão molar de entrada do sistema, ou seja, é a fração convertida de FA0, que

pode ser calculada como segue.

𝐴 1

𝐴 01

𝐴 1

𝐴 2

𝐴 02

𝐴 2

𝐴

𝐹

𝐴 0

−𝐹

𝐴 1

−𝐹

𝐴 2

𝐹

𝐴 0

Existem situações em que é necessário escolher entre um CSTR e um PFR

para um dado processo. O gráfico de Levenspiel ilustrado na Figura 2.5 mostra

a relação entre volumes dos reatores de mistura e tubular (

𝑉

𝑚

𝑉

𝑡

) em função da

ordem de reação (n). Se esta relação for maior do que 1, opta-se pelo reator

tubular, para valores menores que 1, compensa mais utilizar o reator de mistura.

Também é possível comparar volumes de reatores graficamente. Partindo-se

das equações de projeto:

𝑉

𝑚

𝐹 𝐴 0

𝑋

𝐴

( −𝒓 𝑨

)

𝑉

𝑡

𝐹 𝐴 0

𝑑𝑋

𝐴

( −𝒓 𝑨

)

𝑋

𝐴

0

Figura 2.5 – Gráfico de Levenspiel para comparação de reatores

Pode-se traçar a curva da função

1

(−𝒓

𝑨

)

que é comum às duas equações.

Uma análise geométrica mostra que

𝑉

𝑚

𝐹

𝐴 0

representa a área de um quadrado: Base

𝐴

vezes altura

1

(−𝒓

𝑨

)

. E

𝑉

𝑡

𝐹

𝐴 0

é a área embaixo da curva, que representa a integral

da função

1

(−𝒓

𝑨

)

em 𝑋

𝐴

. A Figura 2.6 mostra esta comparação.

Figura 2. 6 – Comparação de reatores por cálculo de áreas.

𝑘

𝑉 1

𝑣 0

= 𝐷𝑎 = 𝑙𝑛

1

( 1 −𝑿 𝑨𝟏

)

 1 = 𝑙𝑛

1

( 1 −𝑿 𝑨𝟏

)

 𝑿

𝑨𝟏

= 𝟎, 𝟔𝟑

Aplicando-se a equação (2.10):

𝑉 2

=

𝑭 𝑨𝟎

( 𝑿 𝑨𝟐

−𝑿 𝑨𝟏

)

( −𝒓 𝑨

)

=

𝑭 𝑨𝟎

( 𝑿 𝑨𝟐

−𝟎,𝟔𝟑

)

𝒌𝑪 𝑨𝟎

( 1 −𝑿 𝑨𝟐

)

𝐷𝑎 =

(𝑿

𝑨𝟐

−𝟎,𝟔𝟑)

( 1 −𝑿

𝑨𝟐

)

 𝑿

𝑨𝟐

= 𝟎, 𝟖𝟐

Para o caso de CSTR seguido de PFR, tem-se:

𝑉 1

=

𝑭 𝑨𝟎

𝑿 𝑨𝟏

( −𝒓 𝑨

)

=

𝑭 𝑨𝟎

𝑿 𝑨𝟏

𝒌𝑪 𝑨𝟎

( 1 −𝑿 𝑨𝟏

)

 𝐷𝑎 =

𝑿 𝑨𝟏

( 1 −𝑿 𝑨𝟏

)

 𝑿

𝑨𝟏

= 𝟎, 𝟓

𝑉 2

=

𝐹

𝐴 0

𝑘𝑪

𝑨𝟎

∫

𝑑𝑋

𝐴

( 1 −𝑿

𝑨

)

𝑋

𝐴 2

𝑋

𝐴 1

 Com o PFR como segundo reator não se pode utilizar o formulário de

integrais do Apêndice A, pois o limite inferior não é zero. Neste caso deve-se recorrer às integrais

indefinidas mostradas no Apêndice B. Para o presente caso, usa-se a integral B1. Como as

respostas para as integrais do Apêndice B vêm sem a aplicação dos limites, estes devem ser

aplicados manualmente, como segue:

𝑉 2

=

𝐹

𝐴 0

𝑘𝑪

𝑨𝟎

[

1

− 1

𝑙𝑛( 1 − 𝑿

𝑨

)]

𝑿

𝑨𝟏

𝑿

𝑨𝟐

=

𝑣

0

𝑘

[𝑙𝑛( 1 − 𝑿

𝑨𝟏

) − 𝑙𝑛( 1 − 𝑿

𝑨𝟐

)]

𝐷𝑎 =

[ 𝑙𝑛

( 1 − 0 , 5

) − 𝑙𝑛

( 1 − 𝑿

𝑨𝟐

)]  𝑿

𝑨𝟐

= 𝟎, 𝟖𝟐

Em ambos os arranjos em série a conversão atinge 82% porém, é preferível trabalhar com o

arranjo em paralelo, o qual fornece uma conversão de 89%.

AULA 3 – REATORES COM RECICLO

A operação com reciclo pode ser efetuada em reatores tubulares, nos quais

há um gradiente de concentrações ao longo do reator. Em um CSTR, o reciclo

não faria qualquer efeito visto que a concentração de saída é a mesma em

relação a qualquer região do tanque. PFRs com reciclo podem ser úteis quando

se deseja aumentar a conversão de subprodutos tóxicos presentes na corrente

de saída, em reações autocatalíticas, reações de ordem inversa e também para

facilitar o controle de temperatura em reações isotérmicas. A dedução da

equação de projeto de PFRs com reciclo é mostrada a seguir.

3.1. Razão de reciclo (R)

A razão de reciclo é definida como a vazão de reciclo dividida pela vazão

de saída do sistema de reciclo. Esta relação é válida tanto para vazões

volumétricas quanto molares, conforme mostrado na equação (3.1).

𝑣

𝑅

𝑣 𝑓

𝐹

𝐴𝑅

𝐹 𝐴𝑓

Caso a corrente de reciclo fosse completamente fechada, a razão de reciclo

seria R=0, e o reator funcionaria como um PFR comum. No outro extremo de

operação, se a razão de reciclo tender a infinito, haveria uma intensa mistura

devido ao reciclo e o reator se comportaria como um CSTR. Desta forma, a

operação com reciclo torna-se interessante quando se necessita de um reator

com características intermediárias ao PFR e CSTR. Para se iniciar o

equacionamento deste tipo de reator, será analisada uma operação com reciclo

sem reação química.

3. 2. Operação sem reação química

A Figura 3.1 mostra uma representação esquemática de um reator com

reciclo operando um processo sem reação.

Figura 3.1 – Representação pictórica do PFR com reciclo – Processo sem reação

Aplicando-se a fórmula da razão de reciclo: