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 um vapor no seu ponto de orvalho
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 um vapor no seu ponto de orvalho
Passo 1
O enunciado pede a separação binária de uma mistura C
–CC
numa coluna de fracionamento contínuo.
Conteúdo: método de McCabe–Thiele para colunas de refluxo fixo.
Dados principais (em base molar):
– Alimentação ,kg/h,
mol C
,
mol CC
.
– Destilado com
mol C
.
– Fundo com
mol C
(pois 98 % mol CC
).
– Refluxo (mol refluxo por mol produto).
– Alimentação é vapor saturado ⇒ .
– Equilíbrio aproximado de fases usa volatilidade relativa constante .
Conteúdo: método de McCabe–Thiele para colunas de refluxo fixo.
Dados principais (em base molar):
– Alimentação
– Destilado
– Fundo
– Refluxo
– Alimentação é vapor saturado ⇒
– Equilíbrio aproximado de fases usa volatilidade relativa constante
Passo 2
Determinação de
por um ponto típico do diagrama de
versus
.
Do gráfico escolhemos, por exemplo, . Num modelo de volatilidade constante temos
Do gráfico escolhemos, por exemplo,
Logo
Passo 3
Linhas de operação:
– Linha de refluxo (retificadora)
– Linha de refluxo (retificadora)
– Linha de alimentação (
, vapor puro)
– Linha de base (enlace escoamento de fundo)
mas para o traçado gráfico basta a retífica mais a de esgotamento.
Passo 4
Cálculo do refluxo mínimo
por tangência da linha retificadora à curva de equilíbrio.
O procedimento analítico dá, para volatilidade constante,
O procedimento analítico dá, para volatilidade constante,
Isto significa que, abaixo de
, não é possível atingir
.
Passo 5
Número mínimo de estágios
(Fenske, refluxo infinito)
Passo 6
Número de estágios reais
para
usando correlação de Gilliland (ou método gráfico).
Define-se
Define-se
Da correlação
para
.
Logo
Logo
Passo 7
Posição do ponto de alimentação (contagem de estágios acima/abaixo de onde se injeta
):
Pelo escalonamento gráfico no diagrama McCabe–Thiele obtém-se cerca de
– 7 estágios sobre a alimentação
– 8 estágios abaixo da alimentação
Pelo escalonamento gráfico no diagrama McCabe–Thiele obtém-se cerca de
– 7 estágios sobre a alimentação
– 8 estágios abaixo da alimentação
Resposta
Refluxo mínimo
.
Número total de estágios ideais .
Alimentação em estágio de contagem: 7 estágios acima e 8 abaixo.
Número total de estágios ideais
Alimentação em estágio de contagem: 7 estágios acima e 8 abaixo.