Balance de materia a un sistema reactor separador con reacción principal y secundaria.

En un sistema estacionario se va a llevar a cabo la reacción de oxidación en fase gaseosa, de metano con oxígeno para dar formaldehido, según la siguiente reacción: CH4(g) + O2(g) → HCHO(g) + H2O(g) En las condiciones en las que opera el reactor, se produce paralelamente la combustión total del metano. En el reactor se convierte el 40% del metano alimentado. De ese 40% convertido, el 75% lo hace para la reacción de formación de formaldehido, y el 25% restante lo hace por la reacción de oxidación total. La oxidación se realiza con aire que se alimenta al reactor con una proporción tal que la relación molar O2/CH4 en la alimentación fresca es de 2/1. El metano fresco entra al reactor con un flujo de 100 mol/h. A la salida del reactor hay un condensador donde se separan de los gases en forma líquida toda el agua y todo el formaldehido producidos. Para aumentar el aprovechamiento del metano, se recircula y purga la corriente de salida de gases del condensador a la entrada del reactor. Si se desea conseguir una conversión global del 60% de metano a formaldehido, calcular: a) Calcular el flujo molar de formaldehido obtenido. b) Calcular el flujo molar de las especies en la corriente de purga. c) Calcular el flujo molar de las especies en la corriente de salida del reactor. DATOS Reacciones: CH4(g) + O2(g) → HCHO(g) + H2O(g) CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)