Reatores Químicos II

Objectivos

Este curso é constituído por duas partes distintas: ANÁLISE DE REACTORES NÃO IDEAIS e REACTORES CATALÍTICOS HETEROGÉNEOS. - Com a primeira parte pretende-se dotar os alunos das ferramentas necessárias à avaliação do afastamento da idealidade, quer através do diagnóstico das causas que levam a esse afastamento quer através da elaboração de modelos matemáticos que permitam prever o comportamento do reactor real. Com a segunda parte pretende-se que, no final do curso os alunos sejam capazes de determinar a quantidade de catalisador e o volume de reactor necessários a uma conversão dada. Em particular serão tratados os reactores de leito fixo, leito móvel e monolítico, funcionando sob controle cinético ou de transferência de massa, quer externa quer intraparticular. Especial atenção é dada à dedução da lei cinética a partir de mecanismos do tipo Langmuir-Hinshelwood, ao cálculo do coeficiente de transferência de massa a partir das relações entre os números adimensionais, para o caso do regime difusional externo, e à determinação do módulo de Thiele e do factor de efectividade, no caso do regime difusional intraparticular.

Caracterização geral

Código

10683

Créditos

6.0

Professor responsável

Teresa Maria Alves Casimiro Ribeiro

Horas

Semanais - 5

Totais - 70

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Nenhum.

Bibliografia

H. Scott Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, 4rd edition, Prentice-Hall, 2006.

J.L. Figueiredo e F. Ramôa Ribeiro, Catálise Heterogénea, Fund. Calouste Gulbenkian, 1989.

Francisco Lemos, José Madeira Lopes, Fernando Ramôa Ribeiro, "Reactores Químicos", IST Press, Lisboa 2002

J.F. Le Page, J. Cosyns, P. Courty, E. Freund, J.P. Franck, Y. Jacquin, B. Juguin, C. Marcilly, G. Martino, J. Miquel, R. Montarnal, A. Sugier, H. van Landeghem, "Catalyse de Contact", Technip, Paris, 1978.

Método de ensino

Os métodos de ensino nesta UC incluem:

- Aulas teóricas com apoio de slides em PP;

- Aulas de laboratório e de tratamento dos resultados obtidos com recurso ao Excel como ferramenta de cálculo;

- Aulas teórico-práticas de resolução de problemas.

Método de avaliação

A avaliação consiste numa parte escrita e numa parte prática. 

A parte escrita consiste em dois testes ou num exame final. A nota em cada um dos testes nunca poderá ser inferior a 9,45/20 val.

A nota final é a média ponderada da parte escrita (70%) e da parte prática (30%).

A aprovação é obtida com uma nota final igual ou superior a 9,45/20 val., não podendo a nota da escrita ser inferior a 9,45/20 val.

A frequência é obrigatória, devendo ser adquirida através da realização dos trabalhos práticos. Continua válida nos dois anos lectivos seguintes.   

A melhoria de nota na disciplina poderá ser obtida por repetição da parte escrita ou da parte prática. Em todos os casos a nota final será sempre calculada como acima descrito.

Conteúdo

AULAS TEÓRICAS

Reactores não ideais

Caracterização do escoamento por utilização de "traçadores"

Modelação de reactores reais por associação de reactores ideais

Catálise e reactores catalíticos

Isotérmicas de adsorção

Mecanismos de Langmuir - Hinshellwood e Eley - Rideal

Desactivação de catalisadores

Dimensionamento do reactor de leito fixo e do reactor de leito móvel

Transferência de massa externa e reacção química

Determinação do coeficiente de transferência de massa através de correlações entre números adimensionais

Reactor de leito fixo e reactor monolítico. Regeneração de catalisadores: o modelo "Shrinking Core"

Reacção com transferência de massa intraparticular

Balanço molar a uma pellet de catalisador. Pellets esférica e plana

O módulo de Thiele e o factor de efectividade

AULAS PRÁTICAS

Determinação da distribuição de tempos de residência num reactor CSTR laboratorial e no reactor piloto. Modelação do reactor real por associação de ractores ideais.

Reacção do Violeta de cristal com o Hidróxido de Sódio. Cálculo da conversão prevista para um reactor CSTR real, pelos modelos propostos.

Transesterificação de acetato de etilo com metanol. Estudo da influência das dimensões das pellets na velocidade de reacção aparente.

AULAS TEÓRICO-PRÁTICAS

Resolução de problemas

 

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: