Exercícios Resolvidos de Colunas Especiais

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Enunciado

Considere uma coluna de esgotamento com alimentação de 400   k m o l / h de mistura com 70 % benzeno e 30 % tolueno, introduzida pelo topo. A corrente de fundo deve ter vazão igual a 60   k m o l / h   e conter 10 % benzeno. Calcule D e y d dado z f = 0,7 .

Passo 1

A questão nos pede para calcular o valor da corrente de destilado e de sua fração molar. Então para isso precisamos fazer o balanço de massa da coluna.

Passo 2

Fazendo o balanço de massa global temos:

F = D + B

A questão nos disse que a corrente de alimentação ( F ) é de 400   k m o l / h e a corrente de fundo ( B ) é de 60   k m o l / h . Substituindo estes valores no nosso balanço temos que:

400 = D + 60

D = 340   k m o l / h

Passo 3

Mas a questão também nos pediu o valor de y d , então, além do balanço de massa global, precisamos fazer o balanço de massa por componente, nesse caso do benzeno:

F × z F = D × y d + B × x B

Já temos todos os valores que precisamos pois já vimos quem são as correntes no passo anterior. Além disso a questão nos diz que a corrente de fundo deve conter 10 % benzeno, então:

x b = 0,10

Substituindo no balanço, temos:

400 × 0,70 = 340 × y d + 60 × 0,1

y d = 0,806   k m o l / h

Resposta

D = 340   k m o l / h

y d = 0,806   k m o l / h