Questões resolvidas
Um hidrocarboneto com fórmula molecular CnH2n+2 é utilizado como combustível em um reator para gerar energia (n possui o valor dos dois últimos dígitos do seu número de matrícula da UFSJ). Nas condições empregadas, o reator possui uma conversão de 95%; e do combustível queimado 80% reage na reação de combustão completa e o restante na incompleta, quando utiliza 100% de excesso de ar. Para os cálculos suponha que seja fornecido 100 mol/s de combustível.
Quais modificações você sugere que sejam feitas para aumentar a eficiência do processo?
O metanol é sintetizado a partir do monóxido de carbono e hidrogênio em um reator catalítico. A alimentação virgem do processo de 100 mol/h contém a seguinte composição molar: 33,3% de CO; 66,7% H2. Esta corrente é misturada com uma corrente de reciclo na proporção de 5 mol de reciclo/mol de alimentação virgem para formar a alimentação do reator. Uma baixa conversão do reator é atingida, quando os reagentes entram na proporção estequiométrica. O efluente do reator passa por um condensador, de onde saem duas correntes: uma corrente líquida contendo todo metanol formado no reator e uma corrente gasosa contendo todo CO e H2, que saem do reator. A corrente gasosa é dividida em duas: uma é removida do processo como purga e outra é a corrente de reciclo que é combinada com a alimentação virgem.
Qual a conversão do reator?
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI Engenharia Química Disciplina: Princípios de Processos Químicos Prof. Dr. Demian Patrick Fabiano Aluno (a): _______________________________________________________ Matrícula: ______________ 2ª Avaliação de Princípios de Processos Químicos Questão 1 (5 pontos): Um hidrocarboneto com fórmula molecular CnH2n+2 é utilizado como combustível em um reator para gerar energia (n possui o valor dos dois últimos dígitos do seu número de matrícula da UFSJ). Nas condições empregadas, o reator possui uma conversão de 95%; e do combustível queimado 80% reage na reação de combustão completa e o restante na incompleta, quando utiliza 100% de excesso de ar. Para os cálculos suponha que seja fornecido 100 mol/s de combustível. a) Escreva as reações balanceadas de combustão que ocorrem no reator. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ b) Calcule a vazão de ar fornecido ao reator bem como a vazão dos seus componentes. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ c) Faça os balanços de massas e complete o quadro abaixo com as respectivas vazões molares. Componentes Vazões molares (mol/s) Entrada Saída d) Quais modificações você sugere que sejam feitas para aumentar a eficiência do processo? Questão 2 (5 pontos): O metanol é sintetizado a partir do monóxido de carbono e hidrogênio em um reator catalítico. O processo é apresentado na figura abaixo: A alimentação virgem do processo de 100 mol/h contém a seguinte composição molar: 33,3% de CO; 66,7% H2. Esta corrente é misturada com uma corrente de reciclo na proporção de 5 mol de reciclo/mol de alimentação virgem para formar a alimentação do reator. Uma baixa conversão do reator é atingida, quando os reagentes entram na proporção estequiométrica. O efluente do reator passa por um condensador, de onde saem duas correntes: uma corrente líquida contendo todo metanol formado no reator e uma corrente gasosa contendo todo CO e H2, que saem do reator. A corrente gasosa é dividida em duas: uma é removida do processo como purga e outra é a corrente de reciclo que é combinada com a alimentação virgem. a) Para uma conversão do processo de 76% calcule as vazões das correntes: Componentes �̇�𝟏 (mol/h) �̇�𝟐 (mol/h) �̇�𝟑 (mol/h) �̇�𝟒 (mol/h) �̇�𝟓 (mol/h) �̇�𝟔 (mol/h) �̇�𝟕 (mol/h) CO H2 CH4O Total 100 b) Qual a conversão do reator? _____________________________________________________________________________________ c) Porque os reatores são projetados para terem baixas conversões?
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