Reatores do tipo tanque isotérmicos 1–Reações irreversiveis de primeira ordem

A condição de isotermicidade evita que a equação de balanço energético seja considerada. Contudo, na pratica, a manutenção do regime isotérmico obriga que uma ação controladora atue sobre o trocador de calor para manter a temperatura constante durante a reação, especialmente se o fator adiabático for alto.

A forma geral das reações de primeira ordem onde a molecularidade é igual a ordem é

Todos os coeficientes estequiométricos dentro do somatório são positivos ou nulos. As reações de irreversíveis de primeira ordem obedecem á cinética

onde k é a constante de velocidade da reação.

Os casos a serem considerados aqui são:

1. Reator de batelada isotérmico

A equação que rege este tipo de reator é

A solução deste problema é

Obviamente,

Disso resulta que

2. Reator contínuo isotérmico

Neste caso, o reator é governado pela equação

Existem dois problemas:

· Dado o grau de avanço desejado calcular o tempo de residência;

Calculado o valor do tempo de residência o problema de dimensionamento se resume a calcular a vazão dado o volume ou calcular o volume dado a vazão.

· Dado o tempo de residência, calcular o grau de avanço;

Conhecer o tempo de residência equivale a conhecer, ambos, o volume e a vazão. A equação acima fornece o grau de avanço. Para quem gosta de trabalhar com conversão, basta dividir o grau de avanço pela concentração inicial do reagente.