Uma mistura equimolar de tetracloreto de carbono e tolueno deve ser fracionada de forma a produzir um produto de topo contendo
(mol) de tolueno e um produto de fundo contendo 4 % (mol) de tetracloreto de carbono. Através do método de Ponchon-Savarit calcule o a razão de refluxo mínima teórico, o número mínimo de pratos teórico e o número de pratos teóricos quando
. A condição térmica da alimentação é de líquido saturado que é alimentado no prato ótimo.
Pode-se assumir que as entalpias do líquido e do vapor são funções lineares da composição.
Temp. Ebulição
Normal,
Calor específico
médio, cal/(g
Calor latente de
vaporização
CCl4
76,4
0,225
a
Tolueno
110,4
0,500
a
Dados de equilíbrio (fração molar de
)
Y
0,37
0,62
0,79
0,92
x
0,2
0,4
0,6
0,8
|
|
|
|||||||
| CCl4 | 76,4 | 0,225 |
|
||||||
| Tolueno | 110,4 | 0,500 |
|
| Dados de equilíbrio (fração molar de
|
||||
| Y | 0,37 | 0,62 | 0,79 | 0,92 |
| x | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 |
Passo 1
O enunciado pede a fração equimolar de CC
–tolueno (zF
CC
) separada em destilado com xD(CC
)
e fundo com xB(CC
)
, alimentação líquida saturada (q
) no prato ótimo. Vamos usar o método de Ponchon–Savarit, que em prática se traduz em aplicar (i) a equação de Underwood para Rmin, (ii) a equação de Fenske para o número mínimo de pratos em refluxo total Nmin e (iii) a correlação de Gilliland para obter N quando R
D.
Passo 2
Estimamos a volatilidade relativa
constante a partir dos dados de equilíbrio
Em
temos
e em
dá aproximadamente
. Tomamos a média
Passo 3
Pela fórmula de Underwood para alimentação líquida saturada (q
) em binário temos
Substituindo
,
e
:
Passo 4
O número mínimo de pratos em refluxo total (R
) vem da equação de Fenske:
Passo 5
Para
(isto é,
) usamos a correlação de Gilliland aproximada por
Resolvendo
Resposta
Rmin
Nmin pratos
Para L/D (R
)
N
pratos.
Nmin
Para L/D