Uma corrente de alimentação de um líquido comprimido, que contém uma mistura equimolar de n-heptano e n-hexano, flui na vazão F para dentro de uma unidade flash. No estado estacionário,
do fluxo de alimentação é vaporizado e sai do tanque como um fluxo de vapor, com vazão V. O restante sai como líquido, com vazão L. Se a temperatura de flash é 20
C, qual é a pressão necessária? Quais são as composições dos fluxos de saída do líquido e do vapor?
Dados adicionais para resolução dos problemas:
TABELA G. 1 Pressões de Vapor de Várias Substâncias
Nome
Fórmula
Faixa (K)
A
C
Ácido acético
290-430
16,8080
3405,57
-56,34
Acetona
241-350
16,6513
2940,46
-35,93
Amônia
179-261
16,9481
2132,50
-32,98
Benzeno
280-377
15,9008
2788,51
-52,36
Dissulfeto de carbono
288-342
15,9844
2690,85
-31,62
Tetracloreto de carbono
253-374
15,8742
2808,19
-45,99
Clorofórmio
260-370
15,9732
2696,79
-46,16
Ciclohexano
280-380
15,7527
2766,63
-50,50
Acetato de etila
260-385
16,1516
2790,50
-57,15
Álcool etílico
270-369
18,5242
3578,91
-50,50
Brometo de etila
226-333
15,9338
2511,68
-41,44
-Heptano
270-400
15,8737
2911,32
-56,51
-Hexano
245-370
15,8366
2697,55
-48,78
Álcool metílico
257-364
18,5875
3626,55
-34,29
-Pentano
220-330
15,8333
2477,07
-39,94
Dióxido de enxofre
195-280
16,7680
2302,35
-35,97
Tolueno
280-410
16,0137
3096,52
-53,67
Água
284-441
18,3036
3816,44
-46,13
Nome | Fórmula | Faixa (K) | A |
|
C |
Ácido acético |
|
290-430 | 16,8080 | 3405,57 | -56,34 |
Acetona |
|
241-350 | 16,6513 | 2940,46 | -35,93 |
Amônia |
|
179-261 | 16,9481 | 2132,50 | -32,98 |
Benzeno |
|
280-377 | 15,9008 | 2788,51 | -52,36 |
Dissulfeto de carbono |
|
288-342 | 15,9844 | 2690,85 | -31,62 |
Tetracloreto de carbono |
|
253-374 | 15,8742 | 2808,19 | -45,99 |
Clorofórmio |
|
260-370 | 15,9732 | 2696,79 | -46,16 |
Ciclohexano |
|
280-380 | 15,7527 | 2766,63 | -50,50 |
Acetato de etila |
|
260-385 | 16,1516 | 2790,50 | -57,15 |
Álcool etílico |
|
270-369 | 18,5242 | 3578,91 | -50,50 |
Brometo de etila |
|
226-333 | 15,9338 | 2511,68 | -41,44 |
|
|
270-400 | 15,8737 | 2911,32 | -56,51 |
|
|
245-370 | 15,8366 | 2697,55 | -48,78 |
Álcool metílico |
|
257-364 | 18,5875 | 3626,55 | -34,29 |
|
|
220-330 | 15,8333 | 2477,07 | -39,94 |
Dióxido de enxofre |
|
195-280 | 16,7680 | 2302,35 | -35,97 |
Tolueno |
|
280-410 | 16,0137 | 3096,52 | -53,67 |
Água |
|
284-441 | 18,3036 | 3816,44 | -46,13 |
Passo 1
O enunciado descreve um flash de uma alimentação líquida com composição molar
a
(
), em que a fração vapor gerada é
Queremos determinar a pressão de operação
e as composições
(líquido) e
(vapor) dos componentes n-hexano e n-heptano. Vamos usar a lei de Raoult ideal, constantes de Antoine para
e o método de Rachford–Rice.
Passo 2
Calculamos a pressão de vapor de cada componente a
pela equação de Antoine
Para n-hexano (
,
,
):
Para n-heptano (
,
,
):
Passo 3
Em equilíbrio ideal temos
. A fração vapor
e os
obedecem a Rachford–Rice:
Aqui
e
. Substituindo
e
e resolvendo numericamente para
(em mmHg) obtém-se
Passo 4
Com
temos
As composições do líquido usam
Assim
As do vapor vêm de
:
Resposta
Pressão de operação:
Composição do líquido (fração molar):
Composição do vapor (fração molar):