(2,5 pontos) Um reator opera a desidrogenação catalítica do hexano:
Ocorrendo a reação secundária:
O reator opera com uma conversão de
do hexano e com uma seletividade de
. Para evitar uma desidrogenação muito profunda, alimenta-se o reator com uma mistura de hexano e hidrogênio, de composição 80% molar em hidrogênio. O hidrogênio é proveniente de uma corrente de reciclo. Desenvolver o balanço no reator para uma produção de 100
de benzeno
.
Passo 1
O enunciado trata de um reator em que ocorre a desidrogenação catalítica do hexano, com duas reações simultâneas:
- Reação principal
- Reação secundária
Temos conversão de hexano
e seletividade à benzeno
. A alimentação ao reator é uma mistura com 20 % mol de
e 80 % mol de
(este vindo de reciclo). Queremos
. Faremos balanço molar no reator.
Passo 2
Definimos o fluxo molar total de alimentação
. Então
Como a conversão de
é
, o hexano reagido é
Deste reagido, a fração
vai para a reação principal e
para a secundária:
Passo 3
Na reação principal cada mol de hexano gera 1 mol de benzeno, logo
Queremos
, então
Passo 4
Com
em mãos, os fluxos de alimentação são
Passo 5
No efluente do reator temos:
– Hexano reagido
– Hexano não reagido
– Benzeno
– Ciclohexeno (
)
– Hidrogênio produzido
Portanto o H
total no efluente é
Passo 6
Para manter a alimentação de H
igual a
, reciclamos essa quantidade, e o excedente é purgado:
Resposta
Fluxos em
:
Alimentação
,
;
Efluente
,
,
,
;
Reciclo de H
:
Purge de H :
.
Purge de H