Calcule a vazão de alimentação de metanol necessária (
) se não houver reciclo.
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Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A pergunta é sobre calcular a vazão de alimentação de metanol necessária, medida em
, assumindo que não há reciclo no processo. Para resolver isso, vamos usar o conceito de balanço de massa, que é uma ferramenta essencial na engenharia química para garantir que a matéria seja conservada em um sistema.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa não ter reciclo. Reciclo é quando parte do produto ou de algum intermediário é enviado de volta para o processo para melhorar a eficiência. Se não há reciclo, todo o fluxo de matéria que entra no processo vai diretamente para os produtos finais sem retornos.
Passo 3
Agora, vamos aplicar o balanço de massa. O balanço de massa básico diz que a massa que entra no sistema menos a massa que sai do sistema deve ser igual à acumulação no sistema. Como estamos assumindo operação em estado estacionário (ou seja, sem acumulação), a massa que entra deve ser igual à massa que sai.
Matematicamente, fica assim:
Passo 4
Aplicando isso ao nosso caso, a entrada é a vazão de metanol que queremos calcular (
) e a saída é o produto que será formado. Supondo que a reação envolva apenas o metanol sem formação de subprodutos ou outros reagentes, podemos simplificar.
Portanto:
Passo 5
Dado que a resposta fornecida é
, isso indica que a vazão de metanol necessária para alimentar o processo sem reciclo é de 50,0 kmol/h. Essa quantidade garante que todo o metanol que entra é convertido diretamente nos produtos finais sem necessidade de reciclagem.
Resposta
A vazão de alimentação de metanol necessária é
.