Uma coluna de fracionamento contínuo pode separar
de uma mistura que contém
em mol de
(mais volátil) e
em mol de
e um destilado contendo
em mol de
e um produto de base contendo
em mol de
. Uma razão de refluxo de
por mol de produto deve ser usada. Os calores latentes de vaporização do
e do
podem ser tomados como iguais a
. O condensador é total.
a) Determinar o número de estágios ideais, a posição do ponto de alimentação utilizando o método de McCabe-Thiele e o refluxo mínimo nos seguintes casos:
a alimentação é uma mistura contendo
de vapor
de líquido
a) Determinar o número de estágios ideais, a posição do ponto de alimentação utilizando o método de McCabe-Thiele e o refluxo mínimo nos seguintes casos:
a alimentação é uma mistura contendo
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos uma coluna de fracionamento contínuo para a mistura binária C
–CC
.
• Alimentação: kg/h a
(fração molar de C
), com qualidade
(1/3 vapor, 2/3 líquido).
• Destilado: em C
.
• Fundo: em C
.
• Razão de refluxo real: (mol de refluxo/mol de destilado).
• Calores de vaporização iguais, condensador total.
Conteúdo: método de McCabe–Thiele (curva de equilíbrio, linhas operacionais, q-linha). Precisamos obter
• Alimentação:
• Destilado:
• Fundo:
• Razão de refluxo real:
• Calores de vaporização iguais, condensador total.
Conteúdo: método de McCabe–Thiele (curva de equilíbrio, linhas operacionais, q-linha). Precisamos obter
- Razão de refluxo mínima
. - Número de estágios ideais
com . - Posição do ponto de alimentação (em qual estágio ocorre a alimentação).
Passo 2
Equação da q-linha (alimentação saturada parcial,
):
Como passa por
, a equação é
logo
Passo 3
Determinação gráfica de
:
- Na curva de equilíbrio
do gráfico, traçar a reta de refluxo que passe por e seja tangente à curva de equilíbrio. - A inclinação dessa reta é
portanto
Fazendo esse “encaixe a régua” sobre o papel milimetrado, encontra-se
Passo 4
Linha operacional de retificação para
:
Logo a reta é
Passo 5
Linha operacional de extração (stripping):
- Encontra-se o ponto de interseção entre a reta de retificação e a q-linha.
- Liga-se esse ponto a
.
Isso define a reta de fundo.
Passo 6
Contagem dos estágios ideais (McCabe–Thiele):
- Parte-se do ponto
na reta de retificação. - Vai-se “ziguezagueando” entre a reta de operação e a curva de equilíbrio até chegar em
. - O número total de subidas iguais (“degraus”) é o número de estágios teóricos
.
Fazendo esse traçado sobre o diagrama, obtém-se
Passo 7
Posição do ponto de alimentação:
No mesmo traçado, a q-linha cruza o “patamar” que corresponde ao estágio de alimentação. Contam-se os degraus acima desse ponto para achar quantos estão em retificação. Achamos
No mesmo traçado, a q-linha cruza o “patamar” que corresponde ao estágio de alimentação. Contam-se os degraus acima desse ponto para achar quantos estão em retificação. Achamos
e então abaixo ficam
em estratificação.
Resposta
alimentação no 6.º estágio a partir do topo.