UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
DECANATO DE ENSINO DE GRADUAÇÃO
DEPARTAMENTO DE ASSUNTOS ACADÊMICOS E REGISTRO GERAL
DIVISÃO DE REGISTROS ACADÊMICOS
PROGRAMA ANALÍTICO
DISCIPLINA
CÓDIGO: IT 389
CÁLCULO DE REATÓRES II
CRÉDITOS: 04
Cada Crédito corresponde a 15h/ aula
(4T-0P)
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA QUÍMICA
OBJETIVO DA DISCIPLINA:
Complementar os estudos da Engenharia das Reações Químicas com conhecimentos relativos à
modelagem dos reatores heterogêneos, fornecendo ao aluno ferramentas básicas para as diversas
soluções neste campo da engenharia química
EMENTA:
Introdução; Cinética das reações heterogêneas; Reação e difusão em uma partícula de catalisador;
Resistência interna e externa à transferência de massa; Projeto de reatores; Reatores de leito fixo e
de leito fluidizado; Reatores de lama e bioreatores; Reatores não ideais.
CONTEÚDO PROGRÁMATICO:
1) INTRODUÇÃO
1. Localização, importância e aplicação da disciplina na Engenharia Química.
2. Conceitos básicos: Termodinâmica; Cinética química heterogênea; Classificação das reações;
Variáveis que afetam a velocidade da reação química.
2) RESISTÊNCIA EXTERNA À TRANSFERÊNCIA DE MASSA
1. Definições: Fluxo molar e Lei de Fick
2. Resistência externa à transferência de massa
3. Transferência de massa sem reação química
4. Transferência de massa com reação química
5. Transferência de massa para uma partícula de catalisador
6. Reações controladas pela difusão externa ou pela reação química
7. Sensibilidade paramétrica
8. Critério de Mears.
3) RESISTÊNCIA INTERNA À TRANSFERÊNCIA DE MASSA
1. Resistência interna à transferência de massa
2. Difusividade efetiva
3. Equação diferencial da difusão e reação
4. Difusão em poros: molecular, Knudsen, fator de efetividade interna e global, cinética falsificada
5. Reações controlada pela difusão interna ou pela reação química
6. Critério de Weisz-Prater para difusão interna.
7. Transferência de massa para uma partícula de catalisador
4) REATORES DE LEITO FIXO
1. Construção e operação
2. Operação isotérmica e adiabática.
3. Operação não isotérmica e não adiabática
4. Modelo unidimensional e bidimensional.
5. Comportamento dinâmico.
5) REATORES DE LEITO FUIDIZADO
1. Cinética e transferência de massa
2. Estudo da conversão em função de tempo para partículas simples
3. Efeito da composição do fluído na conversão da reação.
6) REATORES DE LAMA
1. Taxa de absorção do gás
2. Transferência de massa para partícula do catalisador
3. Difusão interna e reação na partícula de catalisador
4. Determinação da etapa controladora da reação
5. Modelagem
7) BIOREATORES
1. Lei das taxas, estequiometria, balanço molar
2. Equação do projeto
3. Fermentação
8) REATORES NÃO IDEAIS
1. Conceito: Distribuição do tempo de residência (RTD)
2. Medida da distribuição do tempo de resistência (RTD)
3. RTD em reatores de batelada, PFR e CSTR
4. Parâmetro zero: modelos
5. Equação de projeto
6. Fermentação.
BIBLIOGRAFIA:
1) – Fogler, H. S. “Elements of Chemical Reaction Engineering”, Prentice Hall, 1992.
2) – Smith, J. M., “Chemical Engineering Kinetics” 3rd ed., International Student Edition,
McGraw-Hill International Book Co, 1981.
3) – Froment, G. F. and Bischoff, K. B., “Chemical Reactor Analysis and Design”. Wiley, 1972.
4) – Levenspiel, “Chemical Reaction Engineering”, Prentice-Hall, 1992.