Question

QUESTÃO 1

Uma companhia fabrica etileno (C2H4) a partir da reação de desidratação do etanol (C2H5OH), sob a seguinte equação estequiométrica: C2H5OH → C2H4 + H2O, com a geração de água (H2O) como um resíduo indesejado da reação. A Figura abaixo esquematiza o processo, considerando-se que a reação ocorre na unidade 1, na unidade 2 o resíduo é removido por secagem e, na unidade 3, executa-se uma purificação.

Fluxo FTotal (kg/h) FC2H5OH (kg/h) FC2H4 (kg/h) FH2O (kg/h)
A 1000 ? 10 10
B ? ? ? ?
C 50 ? ? 50
D ? ? ? ?
E 750 150 600 0
F ? 140 60 0
Com base nos dados fornecidos na tabela acima, resolva o balanço de massa do processo determinando as taxas relativas a cada uma das correntes nos diversos pontos do processo e preencha a tabela com os valores faltantes.

Answer 1

Resposta:

Fluxo A) 1000=FC2H5OH+10+10 => 1000-10-10=FFC2H5OH => FFC2H5OH=980kg/h

Fluxo B) 1000=Ft Fluxo A; FC2H5OH=0+290 => FC2H5OH=290;

                FC2H4=660+0 => FC2H4=660; FH2O=50+0 => FH2O=50

Fluxo C) FC2H5OH=FC2H4=0

Fluxo D) Ft=750+200 Ft=950; FC2H5OH=150+140 => FC2H5OH=290;

                FC2H4=600+60 => FC2H4=660; FH2O=0+0 => FH2O=0

Fluxo E)  

Fluxo F) Ft=140+60+0 => Ft=200

Fluxo FTotal (kg/h) FC2H5OH (kg/h) FC2H4 (kg/h)    FH2O (kg/h)

A 1000                 980                               10                     10

B 1000                 290                               660                     50

C 50                         0                               0                     50

D 950                         290                               660                     0

E 750                        150                               600                     0

F 200                        140                                60                     0

Explicação:

O balanço de massas do fluxo em A pode ser escrito como:

Fluxo A) 1000=FC2H5OH+10+10 => 1000-10-10=FFC2H5OH => FFC2H5OH=980kg/h

Como no reator não há perda de massa, para o fluxo em B, Ft=1000

Fazendo o balanço de massas na unidade 3, para o fluxo em F podemos escrever: Fluxo F) Ft=140+60+0 => Ft=200

Para os fluxos em C da unidade 2 é simples concluir que: FC2H5OH=FC2H4=0

Como na unidade 3, o fluxo em D deve ser a soma dos fluxos em E e F, temos:

Fluxo D) Ft=750+200 Ft=950; FC2H5OH=150+140 => FC2H5OH=290;

                FC2H4=600+60 => FC2H4=660; FH2O=0+0 => FH2O=0

Como na unidade 2, o fluxo B é igual à soma dos fluxos em C e D, escrevemos: Fluxo B) 1000=Ft Fluxo A; FC2H5OH=0+290 => FC2H5OH=290;

                FC2H4=660+0 => FC2H4=660; FH2O=50+0 => FH2O=50

dessa maneira completamos a tabela.