Uma mistura contendo 45 % de benzeno (B) e 55 % de tolueno (T) em massa é alimentada em uma coluna de destilação. Uma corrente superior de 95 % em peso de B é produzida e 8 % do benzeno alimentado à coluna sai na corrente inferior. A taxa de alimentação é de 2.000 kg / h. Determine a vazão superior e as vazões mássicas de benzeno e tolueno na corrente inferior.

Passo 1

O enunciado dá uma alimentação com vazão ,F=2000 kg/h contendo 45% de benzeno (B) e 55% de tolueno (T). A corrente de topo (destilado) tem 95% de benzeno, e 8% do benzeno alimentado sai no fundo. Vamos aplicar balanços de massa total e por componente para achar a vazão do destilado e as vazões de B e T no fundo.

Passo 2

Primeiro, calculamos as massas de benzeno e tolueno na alimentação:
B fedida = 0,45 times 2000 = 900 kg/h,
T fedida = 0,55 times 2000 = 1100 kg/h
Como 8% do benzeno alimentado vai para o fundo, a massa de benzeno no fundo é
Bfundo = 0,08 times 900 = 72 kg/h

Passo 3

A massa de benzeno no destilado é a diferença entre a benzeno alimentada e a benzeno que vai ao fundo:
Btopo = 900 - 72 = 828 kg/h
Como o destilado tem 95% de benzeno, sua vazão D satisfaz
0,95,D = 828 Longrightarrow D = 8280,95 approx 872,63 kg/h

Passo 4

Para achar a vazão total do fundo W, usamos o balanço de massa total:
W = F - D = 2000 - 872,63 = 1127,37 kg/h
A massa de tolueno no fundo é então
Tfundo = W - Bfundo = 1127,37 - 72 = 1055,37 kg/h
Ou, alternativamente, pelo balanço de tolueno:
Tfundo = 1100 - (D - Btopo) = 1100 - (872,63 - 828) = 1055,37 kg/h

Resposta

Vazão do destilado (corrente superior):
D approx 872,63 kg/h
No fundo:
benzeno = 72 kg/h, tolueno = 1055,37 kg/h

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