Ácido acético é extraído da mistura água- ácido acético contendo
de ácido. Para a extração é usado éter iso-propílico. A concentração de ácido é reduzida a
na fase rafinado. Assuma que a alimentação de éter não contenha ácido. Qual é a composição de éter-ácido que deixa o extrator? A vazão dá alimentação é de
e a de solvente,
Passo 1
O enunciado descreve uma operação de extração líquido–líquido em contracorrente. Temos:
– Alimentação ,lb/h com
em massa de ácido acético.
– Solvente puro (éter iso-propílico) ,lb/h sem ácido.
– Na fase rafinada sai uma corrente com de ácido.
– Sabemos que, em equilíbrio, a fração mássica de ácido na fase extrato é .
Queremos achar a composição (fração mássica) da mistura éter–ácido que sai como extrato.
– Alimentação
– Solvente puro (éter iso-propílico)
– Na fase rafinada sai uma corrente com
– Sabemos que, em equilíbrio, a fração mássica de ácido na fase extrato é
Queremos achar a composição (fração mássica) da mistura éter–ácido que sai como extrato.
Passo 2
Definimos as incógnitas:
– = vazão da corrente rafinada (lb/h).
– = vazão da corrente extrato (lb/h).
– = fração mássica de ácido no extrato (dado em equilíbrio
).
As equações de balanço são:
–
–
–
As equações de balanço são:
- Balanço total de massa:
- Balanço de ácido (soluto):
Passo 3
Substituímos
e
na equação de soluto:
Passo 4
A partir de
, obtemos
A fração mássica de ácido no extrato já é
, e, por complemento, a fração de éter é
.
Resposta
A corrente extrato que sai do extrator contém 89,7 % em massa de ácido acético e 10,3 % de éter iso-propílico (vazão total
lb/h).