Exercícios Resolvidos de Determinação do Número de estágios mínimos

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Enunciado

Vamos supor que temos uma mistura de 30   m o l / h de C 3 , 40   m o l / h de C 4 , 20   m o l / h de C 5 e 15   m o l / h de C 6 . E nessa mistura o N m í n i m o já foi previamente calculado e é 7,00 . Nessa destilação, deseja-se que o produto de topo possua no máximo 5 % do C 5 alimentado e o produto de fundo 3 % de C 4 alimentado. Determine valores para x D .

Passo 1

Antes de tudo precisamos identificar quem é o componente chave leve e quem é o componente chave pesada. Como deseja-se que o produto de topo possua no máximo 5 % do C 5 alimentado e o produto de fundo 3 % de C 4 alimentado, o componente chave pesada é o C 5 .

O componente chave pesada é o de referência. Portanto seu alfa será igual a 1,00 , pois é a divisão do seu k i pelo k r e f e r ê n c i a , que são a mesma coisa. O alfa médio para os três componentes foi calculado como 7,41 para o C 3 , 2,67 para o C 4 , 1,00 para o C 5 e 0,4 para o C 6 . Lembrando que nesse caso o alfa será:

α i , r = k i k r

Passo 2

Nós precisaremos começar organizando os nossos dados numa tabela do mais volátil para o menos volátil. As colunas em branco são aquelas que precisaremos completar:

Vamos começar calculando a quantidade de C 5   no produto de topo, considerando a informação que o produto de topo possui no máximo 5 % do C 5 alimentado.

d C 5 = 0,05 ∙ 20 = 1 , 00   m o l / h

Logo, b C 5 = 2 0 - 1 , 00 = 19,00   m o l / h .

A tabela fica assim então:

Passo 3

Agora nós vamos estimar que C 3 não sai no produto de fundo e que C 6 não sai no produto de topo, ou seja,

Precisamos completar com as colunas que faltam. Para isso, basta dividir o d i e b i de cada componente por D e B , respectivamente. Sendo que D = 3 0 + 38,8 + 1 , 0 = 69,80   m o l / h e B = 1 , 2 + 19,0 + 15 = 3 5 , 2   m o l / h .

x D = d i D

x b = b i / B

E aí obtemos essa tabela aqui:

Resposta