lista de exercicio balanço de massa

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1) Na produção de etileno (C2H4), a partir da desidrogenação do etano (C2H6), 100 kg.mol/h de uma corrente contendo 85% de C2H6 e 15% de inertes alimentam um reator. Sabendo-se que a composição molar na saída é de: C2H6: 30,3%, C2H4: 28,6%, H2 : 26,8%, CH4 : 3,6% e inertes: 10,7% E considerando que as seguintes reações químicas ocorrem no reator: C2H6 C2H4 + H2 (reação de desidrogenação – desejada) C2H6 + H2 2 CH4 (reação secundária de formação do metano – indesejada) Calcule: a) a vazão de saída do reator (140,2 kg.mol/h) b) a conversão do etano (50%) c) o rendimento do etileno baseado na alimentação (47,2%) d) a vazão molar de C2H6 consumida no processo (42,5 kg.mol/h) e) o rendimento do etileno baseado no consumo de reagente limitante (0,94 kg.mol/h C2H4 / kg.mol/h C2H6) f) a seletividade do etileno em relação ao metano (CH4) (7,94 kg.mol/h C2H4 / kg.mol CH4) 2) NH3 reage com excesso de O2, de acordo com a reação: 4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O A conversão por passe é de 70 %. Baseado no fluxograma abaixo, calcule: a) A vazão de NO na saída do separador (100 kg.mol/h) b) A vazão do reciclo de NH3. (42,9 kg.mol/h) 3) Etano reage com oxigênio para formar dióxido de carbono e água, conforme reação: C2H6 + 7/2 O2 2 CO2 + 3 H2O Sabe-se que 100 g.mol/h de etano e 100 g.mol/h de O2 são alimentados em um forno. Determine: a) a razão estequiométrica entre o oxigênio e o etano (3,5) b) o reagente limitante (oxigênio)

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1) Na produo de etileno (C2H4), a partir da desidrogenao do etano (C2H6), 100 kg.mol/h de umacorrente contendo 85% de C2H6 e 15% de inertes alimentam um reator. Sabendo-se que a composio molar na sada de:C2H6: 30,3%, C2H4: 28,6%, H2 : 26,8%, CH4 : 3,6% e inertes: 10,7%E considerando que as seguintes reaes qumicas ocorrem no reator:C2H6 C2H4 + H2 (reao de desidrogenao desejada)C2H6 + H2 2 CH4 (reao secundria de formao do metano indesejada)Calcule:a) a vazo de sada do reator (140,2 kg.mol/h)b) a converso do etano (50%)c) o rendimento do etileno baseado na alimentao (47,2%)d) a vazo molar de C2H6 consumida no processo (42,5 kg.mol/h)e) o rendimento do etileno baseado no consumo de reagente limitante (0,94 kg.mol/h C2H4 / kg.mol/h C2H6)f) a seletividade do etileno em relao ao metano (CH4) (7,94 kg.mol/h C2H4 / kg.mol CH4)

2) NH3 reage com excesso de O2, de acordo com a reao:4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2OA converso por passe de 70 %.Baseado no fluxograma abaixo, calcule:a) A vazo de NO na sada do separador (100 kg.mol/h)b) A vazo do reciclo de NH3. (42,9 kg.mol/h)

3) Etano reage com oxignio para formar dixido de carbono e gua, conforme reao:C2H6 + 7/2 O2 2 CO2 + 3 H2OSabe-se que 100 g.mol/h de etano e 100 g.mol/h de O2 so alimentados em um forno. Determine:a) a razo estequiomtrica entre o oxignio e o etano (3,5)b) o reagente limitante (oxignio)c) a porcentagem em excesso do outro reagente (250%).

4) A reao entre etileno e cido bromdrico para formar etil-bromato acontece num reatorcontnuo. A reao do processo dada por: C2H4 + HBr C2H5BrA composio molar da corrente de sada do reator de 50% C2H5Br e 33,3% HBr.A alimentao contm somente etileno e cido bromdrico. Determine:a) o reagente limitante. Dica: Adote uma base de clculo! (o reagente limitante C2H4)a) a frao de converso do reagente limitante (75%)b) a porcentagem em excesso do outro (24,9%)

5) d-glicose e d-frutose apresentam a mesma frmula qumica (C6H12O6), mas possuempropriedades fsico-qumicas diferentes. Glicose convertida em frutose conforme mostrado na figura abaixo. Calcule a razo da vazo de reciclo pela vazo de alimentao. Considere que a converso por passe no conversor de 60%.(R: 0,833 kg.mol de reciclo/ kg.mol de alimentao)

6) Um gs contm (em massa) 5% de C3H8, 5% de C4H10, 16% de O2, 38% de N2 e o restante de gua (Massas Atmicas: C = 12; O = 16; H = 1; N = 14). Calcule:a) a composio molar deste gs (2,8% C3H8; 2,1% C4H10; 12,3% O2; 33,4% N2; 49,3% H2O)b) a composio molar do gs em base seca (5,5% C3H8; 4,2% C4H10; 24,3% O2; 66,0% N2)

7) Propano (C3H8) queimado com ar em um reatorA reao do processo : C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O. Assuma que: a vazo de ar na entrada do reator igual ao ar terico; no ocorre formao de monxido de carbono; a converso global do propano de 100%. a composio molar do ar 79% N2 e 21% O2.Calcule a composio molar da sada do reator. (72,9% N2; 11,6% CO2; 15,5 % H2O)

8) Propano (C3H8) queimado com ar em um reator.A reao do processo : C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O. Assuma que: a queima ocorre com 20% de excesso de ar; no ocorre formao de monxido de carbono; a converso global do propano de 100%. a composio molar do ar 79% N2 e 21% O2.Calcule a composio molar da sada do reator. (73,8% N2; 9,8% CO2; 13,1 % H2O; 3,3% O2)

9) DESAFIO. A alimentao de um processo de produo de amnia contm 24,75% denitrognio, 74,25% de hidrognio e o restante de inertes. Essa alimentao combinada com uma corrente de reciclo com as mesmas espcies e ento alimentada ao reator, no qual atinge-se uma converso de 25% de nitrognio em cada passo. Os produtos passam atravs do condensador, onde toda a amnia removida numa corrente e os gases restantes (nitrognio, hidrognio e inertes) so separados numa outra corrente que segue para reciclo. Contudo, para prevenir o acmulo de inertes no sistema, uma purga realizada a partir desta corrente de reciclo. Sabe-se que a corrente de reciclo tem 12,5% de inertes, hidrognio e nitrognio. Calcule:a) a converso global do nitrognio (92,8%)b) a razo entre a vazo de alimentao do sistema/ vazo de alimentao do reator(0,246 kg.mol alimentao do sistema/ kg.mol alimentao do reator)