Engenharia da Reação Química II
Objetivos
Este curso é constituído por duas partes: ANÁLISE DE REATORES NÃO IDEAIS e REATORES 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 quer através de modelos matemáticos que permitam prever o comportamento do reator 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 reator necessários para uma dada conversão. Em particular, serão tratados os reatores de leito fixo, leito móvel e monolítico, funcionando sob controlo cinético ou difusional, quer externo quer interno.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, para o caso do regime difusional externo, e à determinação do módulo de Thiele e do fator de efetividade, no caso do regime difusional interno.
Caracterização geral
Código
12598
Créditos
6.0
Professor responsável
Teresa Maria Alves Casimiro Ribeiro
Horas
Semanais - 4
Totais - 81
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.
Disponibilização dos conteúdos na página Moodle.
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 valores, não podendo a nota da escrita ser inferior a 9,45/20 valores. A frequência é obrigatória, devendo ser adquirida através da realização dos trabalhos práticos. A classificação é válida nos dois anos letivos seguintes. A melhoria de nota poderá ser obtida por repetição da escrita ou da prática. Em todos os casos a nota final será calculada como acima descrito.
Conteúdo
TEÓRICAS
A distribuição de tempos de residência (DTR). Modelação de reatores reais por associação de reatores ideais. Isotérmicas de adsorção. Mecanismos de Langmuir-Hinshellwood e Eley–Rideal. Desativação de catalisadores. Reatores de leito fixo e de leito móvel sob controlo cinético. Reação e difusão externa. O coeficiente de transferência de massa. Regeneração de catalisadores: o modelo "Shrinking Core". Reação e difusão interna. Balanço molar a uma pellet de catalisador. O módulo de Thiele e o fator de efetividade.
PRÁTICAS
Determinação da DTR num CSTR de bancada. Modelação. Reação do Violeta de cristal com o Hidróxido de Sódio. Cálculo da conversão para um reator CSTR real, pelos modelos propostos. Transesterificação de acetato de etilo com metanol. Efeito das dimensões das pellets na velocidade de reação aparente.
TEÓRICO-PRÁTICAS
Resolução de problemas.