A desidrogenação do propano a propiileno é dada por:
A conversão de propano a propileno baseando-se na alimentação do reator, é de 40%.
A taxa de escoamento do produto é de
. Calcule:
a. A conversão global de propano;
A conversão de propano a propileno baseando-se na alimentação do reator, é de 40%.
A taxa de escoamento do produto é de
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:Isso significa que uma molécula de propano (
) se transforma em uma molécula de propileno ( ) e uma molécula de hidrogênio ( ). -
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:
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:
Então, o fluxo total de produto é:
Passo 5
Sabemos que o fluxo total de produto é 50 kmol/h:
Agora, vamos resolver para $ F_{in} $:
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:
Resposta
A conversão global de propano no reator é de 40%.