A conversão de propano a propileno, baseando-se na alimentação total de propano no reator em
, é
. A taxa de escoamento do produto é 50 kg mols
.
(a) Calcule todas as seis taxas, de
a
, em
.
(a) Calcule todas as seis taxas, de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem a reação química onde o propano (
) se converte em propileno (
) e hidrogênio (
). A conversão de propano no reator é de 40% com base na alimentação total de propano (
). Além disso, a taxa de escoamento do produto é de 50 kg mol/h. Vamos precisar usar a teoria de balanço de massa e estequiometria para calcular todas as seis taxas de fluxo, de
a
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação química balanceada:
Isso significa que cada mol de propano que reage forma um mol de propileno e um mol de hidrogênio.
Passo 3
Sabemos que a conversão (
) de propano é de 40%, ou seja, 0,4. A conversão é definida como a fração do reagente que reage:
Passo 4
Vamos considerar que
representa a taxa de alimentação total de propano. Como a conversão é 40%, então:
Passo 5
A partir da estequiometria da reação, sabemos que para cada mol de propano reagido, formam-se 1 mol de propileno e 1 mol de hidrogênio. Portanto:
Passo 6
A taxa de escoamento do produto (
) é a soma das taxas de formação dos produtos:
Como
, podemos encontrar
:
Passo 7
Com
conhecida, podemos encontrar as demais taxas:
Resposta
As taxas de fluxo são: