Uma torre de fracionamento deve ser projetada para processar uma mistura com 500   m o l / h , líquida saturada. Determine o número de estágios sabendo:

Dado: R R m i n   = 1,4 e N m i n = 7,2

Passo 1

Faaala aí, turubom? Nessa questão nós precisamos encontrar o número de estágios necessários para realizar a destilação. E para isso, vamos utilizar a equação de Gilliland onde vamos, primeiro, calcular o valor de β .

N - N m i n N + 1 = 0,75 1 - R - R m i n R + 1 0,5668 = β

E depois efetivamente encontrar o número de estágios,

N = β + N m i n 1 - β

Já sabendo pelo enunciado que,

N m i n = 7,2

Mas aaaantes precisamos encontrar a nossa razão de refluxo   ( R R ) e razão de refluxo mínima ( R R m i n ) para poder calcular o valor da constante β .

Passo 2

Para calcular a razão de refluxo vamos utilizar a equação de Underwood. Primeiro calculando o valor de θ ,

∑ i = 1 N C α i , H K × Z F , i α i , H K - θ = 1 - q  

Com auxílio da tabela,

Obtendo,

θ = 1,345

Para depois calcular a razão de refluxo mínimo com,

∑ i = 1 N C α i , H K × x D , i α i , H K - θ = 1 -   R m i n  

Obtendo,

R m i n = 0,5

Passo 3

E por último, podemos calcular a razão de refluxo com,

R = R R m i n × R m i n

Lembrando que,

R R m i n   = 1,4

Logo,

R = 0,607

Se você teve alguma dificuldade aqui vale a pena voltar no tópico sobre Determinação da Razão de Refluxo Mínima Operacional, pois esse não é o nosso foco aqui, beleza? Vamos seguir então 😊

Passo 4

Show, agora nós já temos,

R m i n = 0,433

R = 0,607

E podemos substituir em,

β = 0,75 1 - R - R m i n R + 1 0,5668

Fazendo as contas na calculadora, temos:

β = 0,537

Passo 5

Agora podemos encontrar o número de estágios mínimos com,

N = β + N m i n 1 - β

Substituindo os valores lembrando que o enunciado nos deu,

N m i n = 7,2

Temos,

N = 0,537 + 7,2 1 - 0,537

Logo,

N = 16,7

Como não podemos ter número quebrado aqui, o número de estágios é na verdade 17.

Passo 6

Resposta

N = 17

Exercícios Resolvidos de Determinação do Número de Estágios e Prato de Carga

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