Exemplo D
- Para recuperar piridina de uma mistura gasosa com argônio alimentou-se
de mistura, contendo 25 % em peso de piridinas. Utilizou-se clorobenzeno puro, obtendo-se na saída da coluna de absorção uma solução de clorobenzeno com
em peso de piridina e uma mistura gasosa com 1% em peso de piridina. Assume-se que o argônio não integre a solução de clorobenzeno, nem o clorobenzeno integre a mistura gasosa na saída da coluna. Calcule a porcentagem de piridina recuperada.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que entra na coluna 100 kg/h de um gás com 25 % em peso de piridina (o resto é argônio). A gente usa clorobenzeno puro como solvente e sai uma solução líquida com 30 % de piridina e um gás com só 1 % de piridina. Argônio não vai pro líquido e clorobenzeno não vai pro gás. O que precisamos aqui é montar um balanço de massa (teoria de conservação de massa) para calcular quantos quilos de piridina ficaram na solução – daí a gente acha a porcentagem de piridina recuperada.
Passo 2
Primeiro, define as correntes e frações:
– Fluxo de gás de alimentação: kg/h, com fração de piridina
.
– Fluxo de gás de saída (desconhecido): , com fração de piridina
.
– Fluxo de líquido de saída (solução): , com fração de piridina
.
– A gente sabe que argônio não vai pro líquido, então todo argônio que entra sai no gás de saída.
– Fluxo de gás de alimentação:
– Fluxo de gás de saída (desconhecido):
– Fluxo de líquido de saída (solução):
– A gente sabe que argônio não vai pro líquido, então todo argônio que entra sai no gás de saída.
Passo 3
Balanço de argônio (só no gás):
Massa de argônio na entrada = kg/h.
Massa de argônio na saída = .
Igualando:
Massa de argônio na entrada =
Massa de argônio na saída =
Igualando:
Passo 4
Balanço de piridina (entrada = saída em gás + saída em líquido):
Entrada de piridina = kg/h.
Piridina que escapa no gás = kg/h.
Logo, piridina absorvida no líquido =
Entrada de piridina =
Piridina que escapa no gás =
Logo, piridina absorvida no líquido =
Como essa quantidade é 30 % do líquido
, temos
Passo 5
Porcentagem de piridina recuperada = (piridina no líquido / piridina alimentada) × 100 %:
Resposta
A porcentagem de piridina recuperada é aproximadamente 96,97 %.