O metanol é completamente convertido a formaldeído no reator, que contém um leito de partículas de catalisador
. O formaldeído é totalmente absorvido, e somente ele, pela água na coluna de absorção, saindo pela corrente de fundo dessa coluna; desprezar o arraste de água pelo topo da coluna. Considerando-se a conversão estequiométrica de
de CH 3 OH , e purga de
, pedem-se:
a)
de O 2 em 1 .
b)
em 1 .
c)
na purga.
d)
no reciclo.
a)
b)
c)
d)
Passo 1
Beleza, vamos traduzir o que o enunciado está pedindo e ver a teoria básica.
Temos a reação estequiométrica (total) de metanol para formaldeído:
Temos a reação estequiométrica (total) de metanol para formaldeído:
Dados:
• Conversão estequiométrica de metanol = 980 kmol/h → então usamos 980 kmol/h de CH₃OH.
• Purga de 2 %.
Conteúdo: balanço de matéria simples, proporção do ar (21 %O₂/79 %N₂) e lógica de purga/reciclo de inertes.
• Conversão estequiométrica de metanol = 980 kmol/h → então usamos 980 kmol/h de CH₃OH.
• Purga de 2 %.
Conteúdo: balanço de matéria simples, proporção do ar (21 %O₂/79 %N₂) e lógica de purga/reciclo de inertes.
Passo 2
Calcular o oxigênio estequiométrico consumido.
Pela reação 1 mol CH₃OH consome ½ mol O₂, logo para 980 kmol CH₃OH:
Pela reação 1 mol CH₃OH consome ½ mol O₂, logo para 980 kmol CH₃OH:
Passo 3
Determinar o nitrogênio que vem junto no ar.
Ar é 21 % O₂ e 79 % N₂ em molar. Se precisamos de 490 kmol/h de O₂, o N₂ fresco é:
Ar é 21 % O₂ e 79 % N₂ em molar. Se precisamos de 490 kmol/h de O₂, o N₂ fresco é:
Passo 4
Como todo o O₂ reage, o único gás que sobra é N₂ — e para não acumular inerte a gente purga 2 %.
Logo, a purga de N₂ é
Logo, a purga de N₂ é
Passo 5
O restante do N₂ volta como recirculação:
Resposta
a) O₂ em 1 = 490 kmol/h
b) N₂ em 1 = 1842,38 kmol/h
c) Purga = 36,85 kmol/h
d) Reciclo = 1805,53 kmol/h
b) N₂ em 1 = 1842,38 kmol/h
c) Purga = 36,85 kmol/h
d) Reciclo = 1805,53 kmol/h