As reações
l C2 H6 C2 H4+H2 C2 H6+H2 2 CH4
Ocorrem em um reator contínuo em estado estacionário. A alimentação contém 85% molar de etano (C2 H6) e o resto são inertes (I). A conversão do etano é 70% e o rendimento do etileno (C2 H4) é 65%.
Calcule a seletividade da produção de etileno em relação ao metano.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre reações químicas num reator contínuo em estado estacionário. O enunciado fala das reações do etano ( C2H6) que se converte em etileno ( C2H4) e hidrogênio ( H2), e também pode reagir com hidrogênio para formar metano ( CH4). A alimentação do reator tem 85% de etano e 15% de gases inertes. A conversão de etano é 70%, e o rendimento para etileno é 65%. Nosso objetivo é calcular a seletividade da produção de etileno em relação ao metano.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa conversão e rendimento. A conversão de etano de 70% indica que 70% do etano que entrou no reator foi convertido em produtos. Já o rendimento de 65% para etileno significa que, desse etano convertido, 65% virou etileno.

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de etano que foi convertida. Suponha que tenhamos 100 mols de mistura de alimentação. Como 85% é etano, temos 85 mols de C2H6.
A conversão de 70% significa que:
Etano convertido = 85 times 0,70 = 59,5 mols

Passo 4

Agora, vamos ver quanto desse etano convertido virou etileno. Com um rendimento de 65%:
Eti<=no produzido = 59,5 times 0,65 = 38,675 mols

Passo 5

O restante do etano convertido que não virou etileno provavelmente participou da segunda reação formando metano. Assim:
Etano que virou metano = 59,5 - 38,675 = 20,825 mols

Passo 6

Agora, para encontrar a seletividade da produção de etileno em relação ao metano, usamos a fórmula:
Se<=tividade = Eti<=no produzidoMetano produzido = 38,67520,825 approx 1,86

Resposta

A seletividade da produção de etileno em relação ao metano é aproximadamente 1,86.

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