Sistemas Avançados de Engenharia da Reação Química
Objetivos
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Os objectivos da disciplina são: •Incutir a noção da complexidade do processo catalítico, nomeadamente que além da reacção química também a transferência de massa, externa ou interna, é crucial para o dimensionamento do reactor ou a previsão do seu comportamento. •Descrever os principais tipos de reactores catalíticos e os modelos matemáticos que permitem simular o seu funcionamento. Com os conhecimentos adquiridos os estudantes deverão ser capazes de: •Propôr mecanismos reaccionais para uma reacção catalisada, deduzir os correspondentes modelos cinéticos, 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.
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Caracterização geral
Código
12562
Créditos
6.0
Professor responsável
Teresa Maria Alves Casimiro Ribeiro
Horas
Semanais - 4
Totais - 47
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
A disciplina encontra-se organizada em aulas teóricas, práticas e teórico-práticas. As aulas teóricas consistem em apresentações em powerpoint dos conteúdos programáticos da disciplina, acompanhadas de exemplos, de forma a permitir a melhor compreensão dos conceitos expostos. É realizada apenas uma sessão prática em laboratório, onde é feita a fluidização dum leito catalítico e calculada a velocidade linear do gás para determinação do tamanho das partículas de catalisador. As aulas teórico-práticas dividem-se em dois tipos: aulas de problemas onde se expõem problemas tipo e aulas dedicadas à realização dos trabalhos práticos, em sala de computador. Os trabalhos práticos são feitos em grupo, sendo a avaliação feita em seminários com apresentações em powerpoint, sendo o seu peso na nota final de 60%. O trabalho individual dos alunos é avaliado através da realização de dois testes, os quais entram com o peso de 40% para a nota final.
Método de avaliação
Os trabalhos práticos são feitos em grupo, sendo a avaliação feita em seminários com apresentações em powerpoint, sendo o seu peso na nota final de 60%. O trabalho individual dos alunos é avaliado através da realização de dois testes, os quais entram com o peso de 40% para a nota final.
Conteúdo
Transporte e reacção em catalisadores sólidos.
Efeitos de gradiente intraparticulares: difusão e reacção no interior da pellet de catalisador; pellets de catalisador não isotérmicas.
Reactores catalíticos heterogéneos.
Perda de carga num leito fixo; o reactor de leito fixo com difusão axial; o modelo do vaso fechado-fechado.
O reactor de leito fluidizado: o modelo de Kunii-Levenspiel.
Reactores multifásicos: o reactor "trickle-bed" e o reactor de lamas.
Reactores de membrana: membranas inertes e membranas catalíticas; modelação de reactores de membrana catalítica: membranas densas e membranas porosas.