A desidrogenação do propano a propiileno é dada por:
C3 H8 C2 H6+H2
A conversão de propano a propileno baseando-se na alimentação do reator, é de 40%. A taxa de escoamento do produto é de 50 kmol / h. Calcule:
b. As vazões molares das correntes F1, F3, F4 e F6.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. A gente tem uma reação de desidrogenação do propano ( C3H8) que forma propileno ( C2H6) e hidrogênio ( H2). A conversão de propano para propileno é 40%, e a taxa de escoamento do produto é 50 kmol/h.
Vamos precisar usar o balanceamento de matéria, que basicamente garante que o que entra no reator sai dele, considerando as reações químicas que acontecem. A gente vai calcular as vazões molares das correntes F1, F3, F4 e F6.

Passo 2

Primeiro, vamos definir o que significa “conversão de 40%”. Isso quer dizer que 40% do propano que entrou no reator reagiu para formar os produtos, e os restantes 60% não reagiram.
A fórmula para conversão ( X) é:
X = mol de propano convertidomol de propano alimentado times 100%
Aqui, X = 40%.

Passo 3

Vamos chamar a vazão molar do propano alimentado de F1. A molaridade do propano que reagiu é 0,4 times F1, já que 40% foi convertido. Portanto, a quantidade de propano não reagido é F1 - 0,4F1 = 0,6F1.
Então:
Propano não reagido = 0,6F1 ã

Passo 4

Agora, olhando para a reação:
C3H8 C2H6 + H2
Para cada mol de propano que reage, formamos 1 mol de propileno e 1 mol de hidrogênio. Isso significa que:
Propy<=nos formados = 0,4F1
Hidrogênio formado = 0,4F1 ê

Passo 5

Sabemos que a taxa de escoamento do produto ( F6) é 50 kmol/h. Esse produto inclui o propileno não reagido e o hidrogênio formado:
F6 = Propy<=nos formados + Hidrogênio formado = 0,4F1 + 0,4F1 = 0,8F1 ê
Sabemos que F6 = 50 kmol/h, então:
0,8F1 = 50 kmol/h

Passo 6

Vamos resolver para F1:
F1 = 500,8 = 62,5 kmol/h
Então, a vazão molar da corrente F1 é 62,5 kmol/h.

Passo 7

Agora, vamos calcular as outras vazões:
  • F3: Propano não reagido, que é 0,6F1.
F3 = 0,6 times 62,5 = 37,5 kmol/h
  • F4: Propylenos formados, que é 0,4F1.
F4 = 0,4 times 62,5 = 25 kmol/h
  • F6: Já sabemos que é 50 kmol/h.

Resposta

As vazões molares das correntes são:
  • F1 = 62,5 kmol/h
  • F3 = 37,5 kmol/h
  • F4 = 25 kmol/h
  • F6 = 50 kmol/h

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