Uma mistura líquida contendo
benzeno (B),
tolueno (T) e
xileno (X), em base molar, é alimentada a uma taxa de
em uma unidade de destilação constituída de duas colunas. O destilado da
coluna vai para a coluna 2 . O produto de fundo da primeira coluna contém
em mol de Xe nenhum B , sendo que
de
alimentado é recuperado nesta corrente. O produto de topo da segunda coluna contém
em mol de B e nenhum X . O benzeno recuperado nesta corrente representa
do B na alimentação. Calcule as taxas de fluxo molares (kmol/h) e as frações molares dos componentes em cada corrente de produto de ambas as colunas. [Topo 1: 1,6% X; 44,3% T e
B. Fundo 2 :
X,
Te
B]
Passo 1
O enunciado descreve uma alimentação de
kmol/h contendo
para duas colunas em série. Da coluna 1, o fundo (B1) recupera
do xileno (
) e não leva benzeno (
), com composição de
de
. Do topo da coluna 2 (D2) sai
de
e nenhum
, recuperando
do benzeno que entrou nesta coluna. Vamos aplicar balanços de matéria em cada coluna para obter taxas de fluxo e frações molares nos quatro correntes: D1, B1, D2 e B2.
Passo 2
Calculamos primeiro os fluxos de cada componente na alimentação:
Passo 3
Coluna 1, corrente de fundo B1:
– Recupera de
:
– Recupera
– Composição em B1:
,
,
.
– Logo, o fluxo total de B1 é
– Logo, o fluxo total de B1 é
– Assim,
Passo 4
Coluna 1, corrente de topo D1:
Componentes em D1:
Frações molares em D1:
Passo 5
Coluna 2, corrente de topo D2:
– Entra em col 2 exatamente D1, com .
– Recupera do benzeno:
– Entra em col 2 exatamente D1, com
– Recupera
– Composição em D2:
,
,
.
– Fluxo total de D2:
– Fluxo total de D2:
– Então
Passo 6
Coluna 2, corrente de fundo B2:
Componentes em B2:
Frações molares em B2:
Resposta
D1 (topo col 1):
B1 (fundo col 1):
D2 (topo col 2):
B2 (fundo col 2):