C3 H8 C3 H6+H2
A conversão de propano a propileno, baseando-se na alimentação total de propano no reator em F2, é 40 %. A taxa de escoamento do produto é 50 kg mols / h.
(a) Calcule todas as seis taxas, de F1 a F6, em kg mol / h.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem a reação química onde o propano ( C3H8) se converte em propileno ( C3H6) e hidrogênio ( H2). A conversão de propano no reator é de 40% com base na alimentação total de propano ( F2). 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 F1 a F6

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química balanceada:
C3H8 C3H6 + H2
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 ( X) de propano é de 40%, ou seja, 0,4. A conversão é definida como a fração do reagente que reage:
X = mols de propano reagidosmols de propano alimentados = 0,4

Passo 4

Vamos considerar que F2 representa a taxa de alimentação total de propano. Como a conversão é 40%, então:
Mols de propano reagidos = 0,4 times F2

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:
F4 = 0,4 times F2 (Taxa de formação de propi<=no) çã
F5 = 0,4 times F2 (Taxa de formação de hidrogênio) çãê

Passo 6

A taxa de escoamento do produto ( F6) é a soma das taxas de formação dos produtos:
F6 = F4 + F5 = 0,4 times F2 + 0,4 times F2 = 0,8 times F2
Como F6 = 50 , kg mol/h, podemos encontrar F2:
0,8 times F2 = 50 implies F2 = 500,8 = 62,5 , kg mol/h

Passo 7

Com F2 conhecida, podemos encontrar as demais taxas:
F1 = F2 = 62,5 , kg mol/h (Taxa de alimentação de propano) çã
F4 = 0,4 times 62,5 = 25 , kg mol/h (Protipi<=no)
F5 = 0,4 times 62,5 = 25 , kg mol/h (Hidrogênio) ê
F6 = 50 , kg mol/h (Produtos totais)

Resposta

As taxas de fluxo são:
F1 = 62,5 , kg mol/h
F2 = 62,5 , kg mol/h
F3 = (Não especificado no enunciado) ã
F4 = 25 , kg mol/h
F5 = 25 , kg mol/h
F6 = 50 , kg mol/h

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