EXPERIMENTO I - DISTRIBUIÇÃO DE TEMPOS DE RESIDÊNCIA EM REATOR TUBULAR

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

LABORATÓRIO DE REATORES QUÍMICOS

REATORES QUÍMICOS EXPERIMENTAIS

EXPERIMENTO I

DISTRIBUIÇÃO DE TEMPOS DE RESIDÊNCIA EM REATOR TUBULAR (PFR)

       

João Pessoa - PB

2017

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA[pic 2]

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

REATORES QUÍMICOS EXPERIMENTAIS

EXPERIMENTO I

DISTRIBUIÇÃO DE TEMPOS DE RESIDÊNCIA EM REATOR TUBULAR (PFR)

Grupo:    Isabela Cristina Barros Pereira - 11318922

               José Marcelo Honório Barros - 11318498

               Taís Carpintero Barroso de Morais – 11318787

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João Pessoa - PB

2017

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Sumário

1.        OBJETIVOS        3

2.        METODOLOGIA        4

2.1.        Materiais        4

2.2.        Procedimento Experimental        4

3.        RESULTADOS E DISCUSSÃO        5

4.        CONCLUSÃO        13

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. OBJETIVOS

Aplicar as equações de projeto de um PFR, trabalhando em regime contínuo estacionário e temperatura constante, afim de comparar e analisar os resultados e equações que serão obtidas com os resultados experimentais encontrados.

1. METODOLOGIA

1. Materiais

Para a realização do experimento foram utilizados os seguintes materiais:

• Azul de Metileno (100mL)
• Água destilada
• Seringas
• Béckeres
• Leito Recheado (simulando PBR)
•  Espectrofotômetro
• 08 Tubos de ensaio
• Anéis de Rashing (8mm)
• Cronômetro

1.  Procedimento Experimental

• Inicialmente o reservatório de reagente 1 foi cheio com água;
• A bomba peristáltica foi ligada, a partir da abertura das válvulas de bloqueio;
• Para o experimento foram utilizadas as vazões de 411mL/mim e 217mL/min, a fim de calcular o tempo de residência para cada vazão volumétrica. A temperatura de operação do experimento foi de 70°C, a qual permaneceu constante;
• O cronômetro foi preparado e foram utilizadas 8 seringas de injeção de 10mL cada;
• A primeira seringa de injeção contendo 2 mL de traçador foi injetada na entrada do reator. A solução de traçador utilizada foi a de azul de metileno, com concentração de 1 g/L injetada (2 mL), com o auxílio de uma seringa, na base do leito;
• Foram coletadas amostras ao longo do reator e na saída do reator, através de seringas de 10mL, em tempos pré-determinados. Depois disso, o conteúdo das seringas foi lido no espectrofotômetro;
• Duas curvas de calibração padrão foram confeccionadas, para cada vazão volumétrica, com o auxílio de um espectrofotômetro a 625nm, a fim de relacionar absorbância com a concentração.

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os valores de absorbância obtidos para cada concentração de solução de azul de metileno na etapa de calibração do espectrofotômetro estão mostrados na Tabela 1.

Tabela 1 – Dados obtidos para a calibração do espectrofotômetro.

ABS	CONCENTRAÇÃO
0,067	0,001
0,166	0,0025
0,331	0,005
0,434	0,0075
0,596	0,01
0,959	0,015

O gráfico de absorbância versus concentração com a respectiva reta dos mínimos quadrados e coeficiente de determinação (R2), calculados pelo Excel, estão mostrados na figura 1 abaixo.

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Figura 1 – Gráfico de absorbância versus concentração dos dados da Tabela 1.

O coeficiente de determinação foi 0,9943, um resultado que permite utilizar a reta obtida por mínimos quadrados para calcular os valores de concentração cuja a absorbância esteja dentro da faixa de calibração. Na equação da reta, y representa a absorbância e x o valor da concentração. Isolando esta equação para x, obtém-se:

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A relação acima permite converter os valores de absorbância em concentração. Os valores de absorbância lidos pelo espectrofotômetro para as amostras de solução retiradas ao longo do reator, em intervalos médios de tempo de 5 segundos cronometrados, estão listados na Tabela 2. As concentrações foram calculadas conforme a equação 1.

• Experimento I (F=411 mL/min)

Tabela 2 – Valores obtidos para a absorbância em função do tempo e respectivas concentrações para o experimento I.

Ponto	Abs	t(min)	C(g/L)
1	0,024	0,286667	0,00037629
2	0,058	0,386667	0,000923037
3	0,218	0,488333	0,003495964
4	0,374	0,576667	0,006004567
5	0,601	0,671667	0,009654906
6	0,864	0,766667	0,013884154
7	0,76	0,86	0,012211752

O gráfico de concentração versus tempo está mostrado na figura 2.

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Figura 2 – Gráfico de concentração versus tempo com os dados da Tabela 2.

Sendo o tempo espacial dado por 𝜏 =, e sabendo que o reator PFR igual a 400mL e vazão volumétrica é de 411 mL/min, tem-se o tempo espacial de 𝜏 = 0,97 minutos.[pic 8]

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