Capacitar os alunos a calcular os parâmetros de projeto de reatores ideais, a distinguir entre um reator ideal e um real, e a compreender a influência da temperatura e pressão no projeto de reatores químicos.
1. Introdução a Reatores. 2. Modelos Ideais de Reatores Químicos Isotérmicos – Reações Simples. 3. Reações Múltiplas em Reatores Ideais. 4. Efeitos Térmicos em Reatores Ideais. 5. Reatores Catalíticos Heterogêneos. 6. Reatores Não-Ideais
1. Introdução a Reatores: Conceitos básicos 2. Modelos Ideais de Reatores Químicos Isotérmicos – Reações Simples: 2.1) Equações fundamentais de projeto de reatores 2.2) Reator tanque descontínuo (BSTR) 2.3) Reator tanque de mistura contínuo (CSTR) 2.4) Reator tubular de fluxo pistonado (PFR) 2.5) Comparação de desempenho de reatores CSTR e PFR 2.6) Reatores CSTR em cascata 2.7) Associação mista de reatores em série: CSTR e PFR 2.8) Reatores com reciclo 2.9) Reações auto-catalíticas 2.10) Reatores semi-contínuos 3. Reações Múltiplas em Reatores Ideais 3.1) Noções gerais: otimização, rendimento e seletividade 3.2) Reações paralelas e reações em série 3.3) Sistemas com reações série-paralelo: reações de múltipla substituição e reações poliméricas 3.4) Problemas simples de otimização 4. Efeitos Térmicos em Reatores Ideais 4.1) Equação do balanço de energia 4.2) Balanço de energia aplicado ao BSTR 4.3) Balanço de energia aplicado ao CSTR 4.4) Balanço de energia aplicado ao PFR 5. Reatores Catalíticos Heterogêneos 5.1) Introdução 5.2) Efeito dos processos físicos sobre a taxa de reação 5.2.1 – Fenômenos interfases 5.2.2 – Fenômenos intrapartícula 5.2.3 – Difusão e reação em catalisadores porosos 5.3) Cálculo de reatores de leito fixo 5.4) Reatores trifásicos 6. Reatores Não-Ideais 6.1) A distribuição dos tempos de residência 6.2) Modelos dos tanques contínuos em série 6.3) Modelo da dispersão axial
Bibliografia Básica : FOGLER, H. S. Elementos de Engenharia das Reações Químicas. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2002. LEVENSPIEL, O. Chemical Reaction Engineering. 3. ed. New York: John Wiley & Sons, 1998. HILL, C.G. An Introduction to Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design. New York: John Wiley&Sons, 1977. Bibliografia Complementar: SMITH, J.M. Chemical Engineering Kinetics. 3rd. ed. New York : McGraw-Hill, 1981. DENBIGH, K.; TURNER, R. Introduction to Chemical Reaction Design. Cambridge: Cambridge University Press, 1970. FROMENT, G.F.; BISCHOFF, K.B. Chemical Reactor Analysis And Design. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 1990. AGUIAR, L. G. Problemas de cinética e reatores químicos. Curitiba: Appris Editora, 2023. VAN SANTEN, R.A.; Niemantsverdriet, J.W. Chemical kinetics and catalysis. New York: Plenum Press, 1995. Missen, R.W.; Mims, C.A.; Saville, B.A. Introduction to chemical reaction engineering and kinetics. New York: J. Wiley, 1999. Rothenberg, G. Catalysis: concepts and green applications. Weinheim: Wiley-VCH, 2008 Chichester. Salmi, T.O.; Mikkola, J.; Warna, J.P. Chemical reaction engineering and reactor technology. Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis, 2011.