Balanço global

Procedimento para realizar balanços de massa globais:

1. Começe com a taxa de produção especificada;
2. A partir da estequiometria (e, para reações complexas, da correlação para distribuição dos produtos) encontre as quantidades de sub-produtos e de reagentes requeridos (em termos das variáveis de projeto);
3. Calcule as vazões de impurezas nas entradas e saídas onde os reagentes são completamente recuperados e reciclados;
4. Calcule as vazões de saída dos reagentes em termos da quantia em excesso especificada para as correntes onde os reagentes não são recuperados e reciclados (reciclo e purga ou ar ou água);
5. Calcule as vazões de entrada e saída para as impurezas entrando com as correntes de reagentes na etapa

Exemplo: Consideremos novamente o processo HDA já descrito no item 3.2.1 e outros exemplos subsequentes. A conversão do tolueno por passo no reator não é 100%, entretanto, o reciclo permite aumentar tal conversão de tal modo que não saia praticamente nenhum tolueno do processo global. Para efeitos de simplificação, consideraremos que não há reciclo e que todo o tolueno é convertido.

Seletividade e estequiometria: Para produzir PB mol/h de benzeno, a quantia de tolueno alimentada no processo FFT necessita ser:

A quantia de metano produzido é (pela estequiometria):

Se a fração S de tolueno é convertida a benzeno, a fração 1-S vai ser utilizada para produzir difenil. A quantia de difenil estequiométrica produzida é:

Considerando que não haja impurezas na corrente de tolueno, encontramos a vazão de tolueno e de difenil em termos da seletividade e da estequiometria da reação, para uma dada taxa de produção de benzeno desejada.

Reciclo e purga: A estequiometria dá a quantia de H2 necessária no processo. Se o H2 for alimentado com um excesso de FE, este hidrogênio irá deixar o processo na corrente de purga. A quantia total de hidrogênio que deve ser alimentado no processo é:

o qual é igual à quantia de hidrogênio na