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 metano.
Considerando uma alimentação de etano de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício trata de reações químicas envolvendo etano (C₂H₆) que está sendo transformado em etileno (C₂H₄) e metano (CH₄) num reator contínuo. A gente precisa calcular quanto metano está sendo produzido por hora quando começamos com 100 mol de etano por hora. Para isso, vamos usar conhecimentos de balanço de matéria e rendimento das reações.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a alimentação. Temos 100 mol/h de etano (C₂H₆) e 15% são inertes (I), mas como estamos focando apenas no etano e nos produtos, podemos ignorar os inertes para esse cálculo.
Passo 3
A conversão de etano é de 70%, ou seja, de 100 mol/h, 70 mol/h de etano estão reagindo e 30 mol/h permanecem não reagidos.
Passo 4
Das 70 mol/h que reagiu, 65% desse etano convertido forma etileno (C₂H₄). Então, vamos calcular:
Passo 5
Agora, o restante do etano convertido forma metano (CH₄) segundo a segunda reação:
Sabemos que 70 mol/h de etano reagiram e 45,5 mol/h foram para C₂H₄, então:
Passo 6
Pela reação, cada mol de C₂H₆ que reage para formar CH₄ gera 2 mol de CH₄. Então:
Resposta
A extensão de metano produzida é de 49 mol/h.