Acrilonitrila é produzida a partir de propileno, amônia e oxigênio (do ar) pela reação:
A alimentação é constituída de
de propileno,
de amônia e 78% de ar (molar).
Para uma base de
de alimentação, sabendo que a conversão do propileno é de
, determine as vazões de todas as substâncias nas correntes de entrada e na saída do reator.
Para uma base de
Passo 1
O enunciado trata da reação
para produzir acrilonitrila a partir de propileno, amônia e oxigênio (do ar). A alimentação total é de
,kmol/h com
de propileno,
de amônia e
de ar (tudo em base molar). A conversão do propileno é de
. Vamos calcular as vazões molares de cada componente nas correntes de entrada e saída do reator.
Passo 2
Primeiro, as vazões de alimentação conhecidas são
,kmol/h
,kmol/h
,kmol/h
Assumimos composição do ar de
e
(base molar). Logo
,kmol/h
,kmol/h
Passo 3
Como a conversão de propileno é
, a quantidade de propileno que reage por hora é
Passo 4
Pela estequiometria da reação, cada mol de
consumido usa 1 mol de
e 1,5 mol de
, e gera 1 mol de
e 3 mol de
. Multiplicando pela quantidade reagida (
,kmol/h), obtemos:
consumido:
,kmol/h
consumido:
,kmol/h
consumido:
,kmol/h
formado:
,kmol/h
formado:
,kmol/h
Passo 5
Agora calculamos as vazões na saída do reator subtraindo o consumido do alimentado e adicionando o produzido:
Propileno não reagido:
Amônia não reagida:
Oxigênio não consumido:
Nitrogênio é inerte e todo sai sem consumir:
Produtos formados:
Resposta
Entrada (kmol/h):
,
,
,
.
Saída (kmol/h):
,
,
,
,
,
.