C2 H4+H2 O C2 H5 OH
Parte do produto é convertida a dietil éter na reação paralela
2 C2 H5 OH (C2 H5)2 O+H2 O
A alimentação do reator contém etileno, vapor de água e um gás inerte. Uma amostra do efluente do reator é analisada, e contém 43,3% molar de etileno, 2,5 % de etanol, o,I 4 % de éter, 9,3 % de inertes e o resto de água.
© A percentagem de conversão de etileno calculada deve ser muito baixa. Por que você acha que o reator foi projetado para consumir tão pouco reagente? (Dica: Se a mistura reacional permanecesse no reator tempo suficiente para consumir a maior parte do etileno, qual seria, provavelmente, o principal constituinte do produto?) Que passos de processamento adicionais devem acontecer a jusante do reator?

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação onde etileno ( C2H4) reage com vapor de água ( H2O) para formar etanol ( C2H5OH). Parte do etanol se converte em éter dietílico ( (C2H5)2O) e água. A amostra do efluente mostra diversas porcentagens molares desses compostos e inertes. A pergunta © quer saber por que a conversão de etileno foi mantida baixa e quais passos de processamento adicionais devem ser feitos após o reator.

Passo 2

Primeiro, vamos pensar no que significa ter uma baixa conversão de etileno. Conversão baixa quer dizer que apenas uma pequena quantidade de etileno foi transformada em produtos. Por que alguém faria isso? Bem, se a conversão fosse alta, muita parte do etileno seria convertida em etanol.

Passo 3

Agora, se muito etileno fosse convertido em etanol, teríamos bastante etanol disponível para se transformar em éter dietílico através da reação paralela. Isso poderia não ser desejável se quisermos principalmente etanol puro ou minimizar a formação de éter.

Passo 4

Portanto, mantendo a conversão de etileno baixa, controlamos a quantidade de etanol produzido, reduzindo assim a formação de éter dietílico. Isso facilita a separação e purificação do etanol desejado sem a interferência de muitos subprodutos.

Passo 5

Sobre os passos de processamento adicionais, depois que a mistura sai do reator, precisamos separar os diferentes componentes. Isso geralmente envolve etapas como:
  • Destilação: Para separar etileno, etanol, éter e água com base nos seus diferentes pontos de ebulição.
  • Absorção ou extração: Para remover os inertes ou outros componentes específicos.
  • Purificação: Para obter etanol puro ou outros produtos desejados.
Essas etapas garantem que cada componente seja isolado de maneira eficiente e que o produto final atenda às especificações desejadas.

Resposta

O reator foi projetado para consumir pouco etileno para evitar a formação excessiva de etanol, que por sua vez reduziria a produção de éter dietílico. Isso facilita a separação e purificação dos produtos desejados. Após o reator, devem ser realizados passos de processamento como destilação e extração para separar e purificar etileno, etanol, éter e água presentes no efluente.

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