- Ciclohexano
pode ser produzido pela reação de benzeno
com hidrogênio. Determine a razão entre a corrente de reciclo e a corrente de alimentação fresca, se a conversão global do benzeno for de
e a conversão para uma única passagem for de
. Considere que um excesso de
de hidrogênio seja usado na alimentação fresca e que a composição molar da corrente de reciclo seja
de benzeno e
de hidrogênio.
Passo 1
O problema trata da hidrogenação do benzeno (
) em ciclohexano (
). Temos:
– Conversão por passagem .
– Conversão global desejada .
– Alimentação fresca de hidrogênio em de excesso sobre o estequiométrico.
– Composição molar da corrente de reciclo: de benzeno e
de
.
Queremos a razão entre a vazão molar de reciclo e a vazão molar de alimentação fresca
.
– Conversão por passagem
– Conversão global desejada
– Alimentação fresca de hidrogênio em
– Composição molar da corrente de reciclo:
Queremos a razão entre a vazão molar de reciclo
Passo 2
Definimos como incógnita a vazão molar de benzeno fresco
. Da estequiometria, o
estequiométrico seria
, mas há
de excesso, logo
A vazão total de alimentação fresca é
Na corrente de reciclo
temos
Passo 3
Na entrada do reator, o benzeno total é
. A conversão por passagem de
equivale a converter
moles de benzeno por ciclo. Para atingir a conversão global desejada
, este valor deve ser igual a
. Assim,
Passo 4
Resolvendo a equação de conversão global:
Passo 5
Finalmente, a razão entre a vazão de reciclo
e a vazão de alimentação fresca
é
Resposta
A razão
é aproximadamente
.