Question

3

Com base na teoria de reatores ideais operando em regime permanente, considere um CSTR (reator contínuo de mistura perfeita) e um PFR (reator tubular ideal), ambos operando com cinética de reação irreversível de ordem positiva e com a mesma conversão de saída. Avalie a afirmação: “Para uma mesma conversão, o volume requerido por um CSTR é maior do que o volume requerido por um PFR.” Assinale a alternativa que melhor explica o fundamento cinético dessa diferença.

Accepted Answer

A) No PFR, a concentração do reagente decresce ao longo do volume, de modo que a taxa de reação é maior nas regiões iniciais e menor nas finais. No CSTR, toda a reação ocorre na concentração de saída, que é a menor do sistema, resultando em menor taxa de reação em todo o reator e maior volume necessário para atingir a mesma conversão.

Answer

B) No CSTR, a concentração do reagente é uniforme ao longo de todo o reator e igual à concentração de entrada, enquanto no PFR a concentração é igual à de saída ao longo de todo o volume, o que resulta em maior taxa média de reação no CSTR.

Answer

C) O PFR apresenta menor volume que o CSTR porque o escoamento em regime pistão elimina completamente efeitos difusivos e de mistura, aumentando a velocidade intrínseca da reação.

Answer

D) A diferença de volume entre CSTR e PFR decorre do fato de que o CSTR opera em regime transiente durante o dimensionamento, enquanto o PFR opera estritamente em regime estacionário local ao longo do tubo.

Answer

E) O CSTR apresenta gradiente de concentração mais acentuado que o PFR, o que favorece uma taxa média de reação maior ao longo do volume do reator.

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