de uma mistura de benzeno (
) e tolueno (
) que contém
em massa de benzeno são separados em uma coluna de destilação em duas frações. A vazão mássica de benzeno na corrente de saída do topo é
e para o tolueno na corrente de saída do fundo é
. A operação se desenvolve em regime permanente.
a. Desenhe o fluxograma do processo;
b. Calcule a composição molar da alimentação;
c. Monte os balanços de massa global e para cada componente;
d. Calcule as vazões e composições não conhecidas.
a. Desenhe o fluxograma do processo;
b. Calcule a composição molar da alimentação;
c. Monte os balanços de massa global e para cada componente;
d. Calcule as vazões e composições não conhecidas.
Passo 1
O enunciado descreve uma alimentação de massa
contendo
em massa de benzeno
e tolueno
. A corrente de topo (destilado) sai com
de benzeno e a corrente de fundo (resíduo) sai com
de tolueno. O objetivo é:
a. desenhar o fluxograma;
b. calcular a composição molar da alimentação;
c. montar os balanços de massa global e por componente;
d. determinar as vazões e composições desconhecidas.
a. desenhar o fluxograma;
b. calcular a composição molar da alimentação;
c. montar os balanços de massa global e por componente;
d. determinar as vazões e composições desconhecidas.
Passo 2
O fluxograma simplificado é:
Alimentação
(1300 kg/h, 40 % massa de benzeno) → Coluna de destilação
Corrente de topo
, contendo benzeno e tolueno
• Corrente de fundo , contendo benzeno e tolueno
• Corrente de fundo
Na corrente de topo sabe-se diretamente a vazão de benzeno e na de fundo a vazão de tolueno.
Passo 3
Calcular as massas de cada componente na alimentação:
onde
é massa de benzeno na alimentação e
é massa de tolueno na alimentação.
Passo 4
Escrever os balanços:
Global:
Global:
Benzeno:
Tolueno:
Dados conhecidos:
e
.
Passo 5
Determinar as vazões de massa desconhecidas:
Logo as vazões totais são:
Confirmação global:
.
Passo 6
Calcular a composição molar usando massas molares
e
.
Alimentação:
Alimentação:
Destilado:
Fundo:
Resposta
(a) Fluxograma: alimentação
→ coluna → topo
e fundo
.
(b) Composição molar da alimentação: ,
.
(c) Balanços de massa:
Global: .
Benzeno: .
Tolueno: .
(d) Vazões e composições: ,
.
Composição destilado: ,
.
Composição fundo: ,
.
(b) Composição molar da alimentação:
(c) Balanços de massa:
Global:
Benzeno:
Tolueno:
(d) Vazões e composições:
Composição destilado:
Composição fundo: