Pregunta: El óxido de etileno se produce por la oxidación catalitica del etileno:C2H4(g)+12O2(g)→C2H4O(g)Una reacción indeseable que compite es la combustión del etileno con CO2.La alimentación al reactor contiene 2molC2H4molO2. La conversión y el rendimiento en el reac-tor son, respectivamentc, 25% y 0.70moldeC2H4O producido' molC2H4 consumido. Un proceso de

El $ó$xido de etileno se produce por la oxidaci$ó$n catalitica del etileno:

$C_2{H}_4(g)+\frac{1}{2}{O}_2(g)\to C_2{H}_{4}O(g)$

Una reacci$ó$n indeseable que compite es la combusti$ó$n del etileno con $C{O}_2.$

La alimentaci$ó$n al reactor contiene $2mol{C}_2\frac{H_4}{m}ol{O}_2.$ La conversi$ó$n y el rendimiento en el reac$-$

tor son, respectivamentc, $25\%$ y $0\mathrm{.}70molde{C}_2{H}_{4}O$ producido' $mol{C}_2{H}_4$ consumido. Un proceso de uni$-$

dades m$ú$ltiples separa los componentes de la corriente de salida del reactor. el $C_2{H}_4$ y el $O_2$ se recirculan

al reactor, el $C_2{H}_{4}O$ se vende, y $C{O}_2$ y $H_{2}O$ se desechan. Las corrientes de entrada y salida del reactor

est$á$n a $450°C$ cada una, y la alimentaci$ó$n fresca y todas las especies que salen del proceso de separa$-$

ci$ó$n est$á$n a $25°C.$ La alimentaci$ó$n fresca y la corriente de reciclado combinadas se precalientan a $450°C.$

$($a$)$ Tomando como base $2$mol de etileno que entran al reactor, dibuje y marque el diagrama de flujo

de todo el proceso $($muestre el proceso de separaci$ó$n como una unidad$)$ y calcule las cantidades

molares y las composiciones de todas las corrientes de proceso.

$($b$)$ Calcule los requerimientos de calor $(kJ)$ para el proceso completo y para el reactor solo.

Datos para el $C_2{H}_{4}O(g)$

$\Delta hat(H{)}_f°=-51\mathrm{.}00k\frac{J}{m}ol$

$C_p[\frac{J}{\text{m}\text{o}\text{l}*K}]=-4\mathrm{.}69+0\mathrm{.}2061T-9\mathrm{.}995\times {10}^{-5}{T}^2$

donde $T$ est$á$ en Kelvin.

$($c$)$ Calcule la velocidad de flujo $(k\frac{g}{h})$ y la composici$ó$n de la alimentaci$ó$n fresca y los requerimientos

de calor totales y del reactor $($kW$)$ para una velocidad de producci$ó$n de $1500kg$ de $C_2{H}_4\frac{O}{?}$ dia.