Uma mistura contendo
de benzeno (B) e
de tolueno (T) em massa é alimentada em uma coluna de destilação. Uma corrente superior de
em peso de B é produzida e
do benzeno alimentado à coluna sai na corrente inferior. A taxa de alimentação é de
. Determine a vazão superior e as vazões mássicas de benzeno e tolueno na corrente inferior.
Passo 1
O enunciado dá uma alimentação com vazão
contendo
de benzeno (B) e
de tolueno (T). A corrente de topo (destilado) tem
de benzeno, e
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:
Como
do benzeno alimentado vai para o fundo, a massa de benzeno no fundo é
Passo 3
A massa de benzeno no destilado é a diferença entre a benzeno alimentada e a benzeno que vai ao fundo:
Como o destilado tem
de benzeno, sua vazão
satisfaz
Passo 4
Para achar a vazão total do fundo
, usamos o balanço de massa total:
A massa de tolueno no fundo é então
Ou, alternativamente, pelo balanço de tolueno:
Resposta
Vazão do destilado (corrente superior):
No fundo: