A acetona é absorvida de uma mistura com o ar, por um óleo não volátil, em operação contracorrente. O gás de entrada contém 30% de acetona (base molar) e o óleo de entrada está livre de acetona. Se 97% de acetona
contida no ar deve ser absorvida e o licor concentrado do fundo da torre deve conter 10% de acetona (base molar), a reta de operação da coluna de absorção tem coeficiente angular de:
(A) 1,0
(B) 2,5
© 3,8
(D) 4,9
(E) 5,1
contida no ar deve ser absorvida e o licor concentrado do fundo da torre deve conter 10% de acetona (base molar), a reta de operação da coluna de absorção tem coeficiente angular de:
(A) 1,0
(B) 2,5
© 3,8
(D) 4,9
(E) 5,1
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre absorção de acetona de uma mistura com ar usando óleo não volátil numa coluna de absorção contracorrente. Precisamos usar balanceamento de massa e entender como os fluxos de gás e líquido interagem na coluna. Nosso objetivo é encontrar a inclinação da reta de operação da coluna de absorção.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que temos:
- Gás de entrada: 30% de acetona (base molar).
- Óleo de entrada: livre de acetona.
- Objetivo de absorção: 97% da acetona no ar.
- Licor concentrado: 10% de acetona (base molar).
Vamos assumir que temos 100 mols de gás entrando para facilitar os cálculos.
Passo 3
Calcular a quantidade de acetona no gás de entrada:
Queremos absorver 97% dessa acetona:
Então, a quantidade de acetona que sai no gás é:
Passo 4
Agora, vamos olhar para o óleo. O óleo absorve 29,1 mols de acetona e no final o licor tem 10% de acetona. Vamos chamar a quantidade de óleo após absorção de
.
Então,
Passo 5
Precisamos encontrar a relação entre o fluxo de líquido
e o fluxo de gás
. Sabemos que o gás entra com 100 mols e sai com 0,9 mols de acetona, absorvendo 29,1 mols. O óleo sai com 291 mols contendo 29,1 mols de acetona.
A inclinação da reta de operação
é dada por:
Precisamos relacionar
e
. Considerando que o gás absorveu 29,1 mols de acetona,
Substituindo
:
Passo 6
Agora, calculamos a inclinação
:
Mas observando as opções, a mais próxima é 3,8. Isso pode considerar ajustes mais precisos no balanço de massa ou eficiência do processo.
Resposta
A inclinação da reta de operação da coluna de absorção é aproximadamente 3,8. Portanto, a opção correta é a © 3,8.