CH3 OHS HCHO+H2
Uma conversão por passe no reator de 60,0 % é atingida. O metanol no produto do reator é separado do formaldeído e do hidrogênio em um processo de múltiplas unidades. A taxa de produção de formaldeído é de 900,0 kg / h.
(a) Calcule a vazão de alimentação de metanol necessária ( kmol / h) se não houver reciclo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos uma reação onde o metanol (CH₃OH) é convertido em formaldeído (HCHO) e hidrogênio (H₂). A gente precisa calcular a vazão de alimentação de metanol necessária para produzir 900 kg/h de formaldeído, considerando que a conversão por passe no reator é de 60% e que não há reciclo. Vamos usar conceitos de estequiometria e conversão de reações químicas para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química:
CH3OH HCHO + H2
Isso significa que 1 mol de metanol (CH₃OH) gera 1 mol de formaldeído (HCHO) e 1 mol de hidrogênio (H₂).

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos moles de formaldeído estão sendo produzidos por hora. Sabemos que a taxa de produção é de 900 kg/h.
Para isso, precisamos da massa molar do formaldeído (HCHO):
  • Carbono ©: 12 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1 g/mol
  • Oxigênio (O): 16 g/mol
Então,
Massa molar do HCHO = 12 + (1 times 2) + 16 = 30 , g/mol

Passo 4

Convertendo a massa de formaldeído para moles:
Mo<=s de HCHO por hora = 900 , kg/h30 , g/mol = 900 times 10^3 , g/h30 , g/mol = 30,000 , mol/h = 30 , kmol/h

Passo 5

Pela estequiometria da reação, 1 mol de metanol gera 1 mol de formaldeído. Então, se estamos produzindo 30 kmol/h de HCHO, estamos consumindo 30 kmol/h de metanol.
Mas isso leva em conta a conversão realizada. Como a conversão por passe é de 60%, isso significa que apenas 60% do metanol alimentado está reagindo no reator.

Passo 6

Vamos chamar a vazão de alimentação de metanol de X = Mo<=s de metanol convertidosVazão de alimentação (kmol/h). A conversão ( 0,60 = 30F implies F = 300,60 = 50 , kmol/h ) é dada por:
ãçã
Sabendo que e que os moles convertidos são 30 kmol/h:

Resposta

A vazão de alimentação de metanol necessária é de 50 kmol/h.

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