Propano é desidrogenado para formar propeno. A reação de desidrogenação é:
O processo deve ser projetado para uma conversão global de
do propano. Os produtos da reação são separados em duas correntes: a primeira, contendo
e
de
, deixa o processo e é considerada o produto; a segunda contém o restante do
não reagido e
do propeno da corrente de produto, e é reciclada, sendo misturada a carga fresca do reator. Com base nos dados acima, calcule: b) a razão entre moles reciclados e moles de carga fresca;
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. Temos uma reação de desidrogenação do propano (
) para formar propeno (
) e hidrogênio (
). A reação é:
O processo é projetado para converter 95% do propano. Depois da reação, os produtos são separados em duas correntes. A primeira corrente tem hidrogênio, propeno e uma pequena quantidade de propano, e essa é considerada a corrente de produto. A segunda corrente contém o propano que não reagiu e uma parte do propeno que foi reciclada de volta para o reator.
Vamos precisar usar a conta de balanço de massa para resolver esse problema e encontrar a razão entre as moles recicladas e as moles de carga fresca.
Passo 2
Primeiro, vamos definir algumas variáveis para facilitar nossa conta:
- Seja
a quantidade de moles de propano na carga fresca. - Como a conversão é de 95%, a quantidade de propano que reage é
. - Portanto, a quantidade de propano que não reage é
.
Passo 3
Na reação, 1 mol de propano produz 1 mol de propeno e 1 mol de hidrogênio. Assim:
- Moles de propeno produzidos:
- Moles de hidrogênio produzidos:
Passo 4
Agora, vamos olhar para a corrente de produto. Ela contém:
- 0,555% de
(propano não reagido) -
(propeno) -
(hidrogênio)
Como a corrente de produto tem 0,555% de propano, isso significa que ela contém:
No entanto, já sabemos que a quantidade total de propano não reagido é
, parte disso está na corrente de reciclagem e parte na corrente de produto.
Passo 5
A segunda corrente, que é reciclada, contém:
- O restante do propano não reagido:
- 5% do propeno da corrente de produto:
Portanto, a quantidade total reciclada é:
Passo 6
Agora, queremos encontrar a razão entre as moles recicladas e as moles de carga fresca. Isso é simplesmente:
Resposta
A razão entre moles reciclados e moles de carga fresca é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Propano é desidrogenado para formar propeno. A reação de desidrogenação é:
O processo deve ser projetado para uma conversão global de
do propano. Os produtos da reação são separados em duas correntes: a primeira, contendo
e
de
, deixa o processo e é considerada o produto; a segunda contém o restante do
não reagido e
do propeno da corrente de produto, e é reciclada, sendo misturada a carga fresca do reator. Com base nos dados acima, calcule: a) a composição do produto;
7- Um bocal convergente-divergente descarrega ar para dentro de um tubo termicamente isolado, com área de
. Na entrada do tubo
(abs),
e
. Para um escoamento sem choque até um número de Mach igual 1 na saída, calcule o comprimento do tubo.
Considere um meio cuja equação de condução de calor na forma mais simples é
(d) A condutividade térmica do meio é constante ou variável?
Mostrar que a energia cinética de um corpo é igual a
, usando os métodos de análise dimensional.