Uma mistura líquida, a 250 K e 1 atm e com composição (em mol) de
de n butano,
de n-hexano e
de n-octano é alimentada em uma unidade flash (vazão de
). O tanque opera na pressão de 1 atm e na temperatura de 323 K. Calcule as composições e vazões das fases líquida e vapor que saem do tanque.
Dados:
Onde,
é a pressão de saturação a
é a pressão crítica, w é o fator acêntrico e
a temperatura crítica.
Dados:
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é um “flash” à 323 K e 1 atm de uma mistura com 100 mol/h que chega a 250 K com 60% butano, 20% hexano e 20% octano (em mol). A matéria é equilíbrio líquido-vapor, a gente vai usar:
- Correlação de vapor-pressão:
- Lei de Raoult ideal:
. - Equação de Rachford–Rice pra achar a fração vapor β.
Passo 2
Calcular
a 323 K e daí os
. Para cada componente:
Valores críticos e acêntricos (aprox.):
butano: ,
,atm,
hexano: ,
,atm,
octano: ,
,atm,
butano:
hexano:
octano:
Fazendo as contas dá:
Logo
Passo 3
Agora a gente faz o flash: define β =
. A equação de Rachford–Rice é
Aqui
,
,
. Substituindo:
Passo 4
A gente resolve numericamente (chute entre 0 e 1). Fazendo alguns testes dá
Então o vapor é
mol/h e o líquido
mol/h.
Passo 5
As composições líquida e vapor vêm de
Calculando:
butano:
hexano:
octano:
E as vazões molares de cada fração:
butano:
,
hexano: ,
octano: ,
hexano:
octano:
Resposta
Vapor (69,4 mol/h):
• y_but=0,793, y_hex=0,161, y_oct=0,0455.
Líquido (30,6 mol/h):
• x_but=0,161, x_hex=0,288, x_oct=0,551.
• y_but=0,793, y_hex=0,161, y_oct=0,0455.
Líquido (30,6 mol/h):
• x_but=0,161, x_hex=0,288, x_oct=0,551.