Question

Propano (C3H8) é queimado com ar em um reator. A reação do processo é: C3H8 + O2 → CO2 + H2O. Assuma que:• a queima ocorre com 20% de excesso de ar;• não ocorre formação de monóxido de carbono;• a conversão global do propano é de 100%. • a composição molar do ar é 79% N2 e 21% O2. Construa um fluxograma que represente esse processo. Estabeleça o balanço materialpara a combustão de 500 kg/h de propano que entra no reator e calcule a quantidade emmassa de cada componente que sai do reator.

Answer 1

Resposta:

363,636 Kg de O2

7.181,814158 Kg de N2

1.499,999 Kg de CO2

818,18134 Kg de H2O

Explicação:

A reação balanceada é dada por:

C3H8 + 5 O2 --> 3 CO2 + 4 H2O

500Kg/h de propano - ENTRADA

500 Kg de propano possuem quantos mols?

N° mols = massa / Massa Molar (500000g/44g)

11.363,63 mols de C3H8

Considerando que 1 mol de propano reage com 5 mols de O2;

N° de mols de O2 = 11.363,63 * 5 mols  = 56.818,15 mols de O2

Lembrando que a composição do AR é 79% N2 e 21% O2, então:

56.818,15 mols = 21%

Quantos mols seriam   = 79% (Cálculo do n° de mols de N2)

N° de mols de N2 = 213.744,469 mols de N2

Lembrando que o ar está em 20% de excesso, então:

N° de mols de O2 em excesso = 56.818,15 * 0,2 (ou seja 20% que não reage)

N° de mols de O2 em excesso = 11.363,63 mols

Massa de O2 em excesso = 11.363,63 * 32g = 363,636 Kg

Lembrando que o ar está em 20% de excesso, então:

N° de mols de N2 em excesso = 213.744,469 * 1,2 (ou seja 20% a mais)

N° de mols de N2 em excesso = 256.493,363 mols

Massa de N2 que sai do reator no final = 256.493,363 * Massa molar do N2

Massa de N2 que sai do reator no final = 256.493,3628 * 28g

Massa do N2 = 7.181,814158 Kg

1 mol de propano forma 3 mols de CO2, então o n° de mols produzido do CO2 = 11.363,63 * 3 = 34.090,89 mols de CO2

Massa do CO2 que sai do reator = 34.090,89 * 44

Massa de CO2 = 1.499,999 Kg

E pra finalizar, o n° de mols de H2O produzidos é:

1 mol de propano forma 4 mols de H2O, então o numero de mols de H2O produzidos é igual a:

H2O = 11.363,63 * 4 = 45.454,52 mols de H2O

Massa de água = 45.454,52 * 18 = 818,18134 Kg