Reatores Químicos III

Objectivos

Os principais objectivos da disciplina são:

· Incutir nos estudantes a noção da complexidade do processo catalítico, nomeadamente a noção de que não é apenas a reacção química que tem um papel importante na determinação da velocidade do processo global, mas que também a transferência de massa, externa ou interna, pode ser crucial no cálculo dos parâmetros necessários ao dimensionamento do reactor ou à previsão do seu comportamento.

· Fornecer aos estudantes de Engenharia da Reacção Química a descrição dos principais tipos de reactores catalíticos e dos modelos matemáticos que permitem simular o seu funcionamento e determinar os principais parâmetros operacionais.

Com os conhecimentos adquiridos os estudantes deverão ser capazes de:

· Propor mecanismos reaccionais para uma reacção catalisada, deduzir os correspondentes modelos cinéticos, determinar os parâmetros desses modelos e escolher o modelo que melhor se ajusta aos dados cinéticos experimentais.

·Determinar se um dado processo catalítico é limitado pela reacção química ou pela transferência de massa, externa ou intraparticular

· Simular o funcionamento de um reactor catalítico, com o recurso aos modelos matemáticos apropriados, e determinar os parâmetros que permitem o dimensionamento do reactor, nomeadamente, a conversão, o peso de catalisador ou o volume do reactor.

Caracterização geral

Código

11053

Créditos

6.0

Professor responsável

Teresa Maria Alves Casimiro Ribeiro

Horas

Semanais - 5

Totais - 64

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Não há requisitos nesta unidade curricular.

Bibliografia

1.

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

2.

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

3.

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

4.

G. Froment, K. Bischoff, Chemical Reactor Analysis and Design, 2nd edition,  John Wiley & Sons, 1990

Método de ensino

Os conteúdos da disciplina são veiculados via página web (Moodle@FCT).

A disciplina é constituída por uma parte teórica, com apresentações em Power Point, e por uma parte prática.

A parte prática da disciplina é, por sua vez, constituída por uma sessão Laboratorial onde é feita a demonstração da fluidização dum leito catalítico e por sessões Teórico-Práticas, em sala de computadores, utilizando software apropriado, em que são realizados os trabalhos práticos.

Algumas das sessões teórico-práticas são reservadas à resolução de problemas tipo.

Método de avaliação

A avaliação é constituída por uma parte escrita e uma parte prática. A escrita consiste em dois testes e/ou exame final. A prática consiste em sessões de laboratório e computador, nas quais serão realizados trabalhos, que serão posteriormente entregues por via electrónica. A aprovação é obtida com uma nota mínima de 10 valores, média ponderada das partes escrita (40%), na qual deve ser obtida a nota mínima de 8 valores, e prática (60%), na qual a nota mínima é de 10 valores.

Conteúdo

Transporte e reacção em catalisadores sólidos.

Efeitos de gradiente intraparticulares: modelação da difusão em sistemas porosos; difusão e reacção no interior da pellet de catalisador - o modulus generalizado; pellets de catalisador não isotérmicas.

Reactores catalíticos heterogéneos.

O reactor de leito fixo: modelos pseudo-homogéneos unidimensionais; o reactor de leito fixo com difusão axial; o modelo do vaso fechado-fechado de Danckwerts - condições fronteira;  operação não isotérmica .

O reactor de leito fluidizado: aspectos da fluidização e transporte de sólidos; modelação – o modelo de Kunii-Levenspiel.

Reactores multifásicos: o reactor "trickle-bed" e o reactor de lamas.

Reactores de membrana:  classificação dos reactores de membrana; membranas inertes e membranas catalíticas; exemplos de reactores de membrana; modelação de reactores de membrana catalítica: membranas densas e membranas porosas; reacções múltiplas em reactores de membrana.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: