O balanço de massa com reação química é a ferramenta empregada pelo engenheiro para estimativa das vazões de reagentes, produtos e subprodutos de u...

Para calcular o rendimento de etileno em relação ao etano consumido, é necessário utilizar o balanço de massa com reação química. Primeiramente, é necessário escrever o balanço de massa para cada componente: Para o etano (C2H6): Entrada: F1 Saída: F2 Geração: 0 Para o etileno (C2H4): Entrada: 0 Saída: F3 Geração: ? Para o hidrogênio (H2): Entrada: 0 Saída: F3 Geração: ? Para o metano (CH4): Entrada: 0 Saída: F4 Geração: ? A partir das reações químicas fornecidas, é possível escrever as equações de geração para o etileno, hidrogênio e metano: Geração de C2H4: F3 = 1/2 F1 Geração de H2: F3 = 1/2 F1 + F2 Geração de CH4: F4 = F2 + F3 Substituindo os valores fornecidos na questão, temos: F4 = 125 kmol/h F3 = 1/2 F1 F3 = 1/2 F1 + F2 Substituindo a segunda equação na terceira, temos: F4 = 125 kmol/h F2 = 1/2 F1 - F3/2 A seletividade do etileno em relação ao metano é dada por: Seletividade = (mol de etileno)/(mol de metano) = 4 Portanto, temos: F3/F4 = 4 1/2 F1/F2 + F1/2F2 = 4 F1/F2 = 7 Substituindo o valor de F2 na segunda equação, temos: F1 = 875 kmol/h Assim, o rendimento de etileno em relação ao etano consumido é dado por: Rendimento = (mol de etileno)/(mol de etano consumido) = F3/(F1 - F3) = 0,333 Portanto, o rendimento de etileno em relação ao etano consumido é de aproximadamente 33,3%.