As reações
Ocorrem em um reator contínuo em estado estacionário. A alimentação contém 85% molar de etano
e o resto são inertes (I). A conversão do etano é 70% e o rendimento do etileno
é 65%.
Considerando uma alimentação de etano de
, calcule a extensão de etano.
Considerando uma alimentação de etano de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre duas reações que ocorrem num reator contínuo onde o etano (C₂H₆) reage para formar etileno (C₂H₄) e hidrogênio (H₂), ou pode reagir com H₂ para formar metano (CH₄). A gente precisa calcular a extensão de etano, considerando que temos uma alimentação de 100 mol/h de etano com 85% sendo C₂H₆ e 15% inertes. Sabemos que a conversão de etano é de 70% e o rendimento de etileno é de 65%. Vamos precisar usar conceitos de balanço de massa e rendimento das reações.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de etano estão entrando no reator. Como a alimentação é de 100 mol/h e 85% é C₂H₆, temos:
Passo 3
Agora, sabemos que 70% desse etano é convertido. Então, a quantidade convertida de etano é:
Passo 4
Desses 59,5 mol/h de etano convertidos, 65% é convertido em etileno (C₂H₄). Vamos calcular a quantidade de etileno formado:
Passo 5
A extensão da reação (
) é a quantidade de etano que reagiu, que já calculamos como 59,5 mol/h. Mas para confirmar, podemos considerar as reações:
- Para cada mol de C₂H₆ que vira C₂H₄ + H₂, a extensão é igual ao mol convertido em etileno.
- Portanto,
.
Resposta
A extensão de etano no reator é de 59,5 mol/h.