A desidrogenação do propano a propiileno é dada por:
A conversão de propano a propileno baseando-se na alimentação do reator, é de 40%. A taxa de escoamento do produto é de
. Calcule:
b. As vazões molares das correntes F1, F3, F4 e F6.
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 (
) que forma propileno (
) e hidrogênio (
). A conversão de propano para propileno é 40%, e a taxa de escoamento do produto é
.
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 (
) é:
Aqui,
.
Passo 3
Vamos chamar a vazão molar do propano alimentado de
. A molaridade do propano que reagiu é
, já que 40% foi convertido. Portanto, a quantidade de propano não reagido é
.
Então:
Passo 4
Agora, olhando para a reação:
Para cada mol de propano que reage, formamos 1 mol de propileno e 1 mol de hidrogênio. Isso significa que:
Passo 5
Sabemos que a taxa de escoamento do produto (
) é
. Esse produto inclui o propileno não reagido e o hidrogênio formado:
Sabemos que
, então:
Passo 6
Vamos resolver para
:
Então, a vazão molar da corrente F1 é
.
Passo 7
Agora, vamos calcular as outras vazões:
- F3: Propano não reagido, que é
.
- F4: Propylenos formados, que é
.
- F6: Já sabemos que é
.
Resposta
As vazões molares das correntes são: