(Felder, p. 183, q. 69) O etanol é produzido comercialmente pela hidratação do etileno:
Parte do produto é convertida a éter dietílico na reação paralela
A alimentação do reator contém etileno, vapor de água e um gás inerte. Uma amostra do efluente do reator é analisada, e contém 43,3% molar de etileno, 2,5% de etanol, 0,14% de éter, 9,3% de inertes e o resto de água.
a) Tomando como base 100 mols do efluente gasoso, desenhe e rotule um fluxograma e faça uma análise dos graus de liberdade baseada nos balanços de espécies atômicas para provar que o sistema tem zero graus de liberdade. R: Resposta por conta do (a) discente.
b) Calcule a composição molar da alimentação do reator, a percentagem de conversão de etileno, o rendimento fracional de etanol e a seletividade da produção de etanol em relação à produção de éter. R: %molares
e inertes
ou
,
e
.
c) A percentagem de conversão de etileno calculada deve ser muito baixa. Por que você acha que o reator foi projetado para consumir tão pouco reagente? (Dica: Se a mistura reacional permanecesse no reator tempo suficiente para consumir a maior parte do etileno, qual seria, provavelmente, o principal constituinte do produto?) Que passos de processamento adicionais devem acontecer a jusante do reator? R: Resposta por conta do (a) discente.