Uma coluna de retificação contendo 16 pratos reais (eficiência global de
) é alimentada com um vapor saturado
molar em A e
molar em B. O destilado é um líquido saturado
molar em A e o produto de fundo é
molar em A; é também retirada uma corrente lateral. Sendo a razão de refluxo externo
igual a 10,9 e estando a coluna nessas condições conseguindo a máxima separação, calcular:
a) a composição da corrente lateral;
b) a razão de refluxo interno acima da corrente lateral
c) a razão de refluxo interno abaixo da corrente lateral;
d) o prato real do qual é retirada a corrente lateral
A relação de equilíbrio líquido-vapor de misturas de A e B pode ser satisfatóriamente representada por uma volatilidade relativa de 1,50 . Admitir vazão molar constante.
a) a composição da corrente lateral;
b) a razão de refluxo interno acima da corrente lateral
c) a razão de refluxo interno abaixo da corrente lateral;
d) o prato real do qual é retirada a corrente lateral
Passo 1
O enunciado trata de uma coluna de destilação com retirada de uma corrente lateral, com 16 pratos reais e eficiência global de 50 %, alimentada por vapor saturado
de composição
em A. O destilado é
em A e o fundo
. A volatilidade relativa é
e a razão de refluxo externo dada é
Vamos usar o método de McCabe–Thiele com fluxo molar constante para:
- achar a composição da corrente lateral
; - encontrar a razão de refluxo interna acima e abaixo da retirada;
- localizar o prato real de retirada.
Passo 2
Escrevemos a reta de operação na seção de vaporização (reta de retificação) e a reta de alimentação. Como
, a inclinação da reta de retificação é
e o intercepto é
Logo
A linha de alimentação (saturado vapor,
) é horizontal em
Passo 3
Em condições de refluxo mínimo (pinch em
), o ponto de interseção da reta de retificação com a linha de alimentação dá a composição da lateral
.
Passo 4
Para achar a vazão relativa da lateral
, usamos também que o ponto
deve estar na reta de escoamento da seção de decantação (stripping). Nessa seção o vapor é o mesmo
e o líquido abaixo da lateral é
, logo a inclinação é
O intercepto com
satisfaz
Paralelamente, o balanço global de A
e de totais
dá, após normalizar em
, um sistema de duas equações em
e
. Solvendo simultaneamente, encontra‐se
Passo 5
Agora definimos as razões de refluxo internas como razão entre líquido e vapor em cada seção.
- Acima da lateral:
- Abaixo da lateral:
Passo 6
Para achar o prato de retirada localizamos a posição onde, passo a passo sobre o diagrama de McCabe–Thiele, a composição em líquido cai de
até
. Contando-se os degraus teóricos entre
e
(usando a reta de retificação e a curva de equilíbrio
), obtém‐se cerca de
estágios teóricos acima da lateral. Como o total teórico exigido pela coluna (pois
reais a
de eficiência) é
ficam
estágios teóricos abaixo. Convertendo de teóricos para reais (eficiência
) achamos
de tal forma que o ponto de retirada está no 12.º prato real contado a partir do topo.
Resposta
a)
em A.
b) razão de refluxo interno acima da lateral
b) razão de refluxo interno acima da lateral
c) razão de refluxo interno abaixo da lateral
d) a corrente lateral sai do 12.º prato real (contando de cima).