Uma coluna de destilação separa uma mistura de vapor saturado ( q=0 ) contendo 50 % molar de etanol (A) e 50% molar de água (G). A mistura entra na coluna a uma taxa de 5000 kmol / h. Outros dados: B=2473 kmol / h ; XAB=0,04.
a) Calcule a vazão de destilado.
b) Calcule a composição da corrente do destilado XA D.

Passo 1

O enunciado dá uma coluna de destilação em regime estacionário onde entra uma corrente de vapor saturado ( q=0) com vazão ( F=5000 ext kmol/h) e composição ( zA=0,50) (etanol) e ( zG=0,50) (água). Sai uma corrente de fundo (base) com vazão ( B=2473 ext kmol/h) e composição em etanol ( xAB=0,04). Queremos calcular a vazão do destilado ( D) e sua fração molar de etanol ( xAD). Para isso usaremos balanços global e de componente A.

Passo 2

Aplicamos o balanço global de matéria em regime estacionário:
F = D + B
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D = F - B = 5000 - 2473 = 2527 kmol/h

Passo 3

Agora fazemos o balanço de componente A (etanol):
F,zA = D,xAD + B,xAB
Isolando xAD,
xAD = F,zA - B,xABD = 5000cdot0,50 - 2473cdot0,042527 = 2500 - 98,922527 approx 0,950

Resposta

a) ( D = 2527 ext kmol/h)
b) ( xAD approx 0,95)

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