A desidrogenação do propano a propiileno é dada por: C3 H8 C3 H6+H2
A conversão de propano a propileno baseando-se na alimentação do reator, é de 40%.
A taxa de escoamento do produto é de 50 kmol / h. Calcule:
a. A conversão global de propano;

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um problema de química envolvendo a desidrogenação do propano para formar propiileno. A gente precisa calcular a conversão global de propano no reator. Para isso, vamos usar conhecimentos de balanço de massa e entender como a taxa de conversão e a taxa de escoamento estão relacionadas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que temos:
  • Reação química:
    C3H8 C3H6 + H2
    Isso significa que uma molécula de propano ( C3H8) se transforma em uma molécula de propileno ( C3H6) e uma molécula de hidrogênio ( H2).
  • Conversão de propano a propileno: 40% baseado na alimentação. Isso quer dizer que 40% do propano que entra no reator se transforma em propileno.
  • Taxa de escoamento do produto: 50 kmol/h. Essa é a quantidade total de produto (propileno + hidrogênio) saindo do reator por hora.

Passo 3

Vamos definir algumas variáveis para facilitar:
  • $ F_{in} $ = fluxo molar de propano que entra no reator (kmol/h)
  • $ X $ = conversão global de propano (o que queremos encontrar)
  • O enunciado nos dá a conversão para propileno como 40%, ou seja, 0,4
Sabemos que a quantidade de propileno formada é 40% do fluxo de entrada de propano:
Fin çã

Passo 4

Além disso, o fluxo total de produto é de 50 kmol/h, que inclui tanto o propileno quanto o hidrogênio formado. Pela reação da desidrogenação, para cada mol de propileno produzido, forma-se 1 mol de hidrogênio. Portanto:
Produção de hidrogênio = 0,4 times Fin çãê
Então, o fluxo total de produto é:
Fluxo total de produto = Produção de propi<=no + Produção de hidrogênio = 0,4 Fin + 0,4 Fin = 0,8 Fin çãçãê

Passo 5

Sabemos que o fluxo total de produto é 50 kmol/h:
0,8 Fin = 50 , kmol/h
Agora, vamos resolver para $ F_{in} $:
Fin

Passo 6

A conversão global $ X $ é definida como a fração do propano que foi convertido no reator, independentemente do produto formado. Como toda a conversão está levando à formação de propileno e hidrogênio, a conversão global será igual à conversão para propileno, que é 40%.
Portanto:
X

Resposta

A conversão global de propano no reator é de 40%.

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