Uma coluna de absorção, equivalente a cinco estágios de equilíbrio, será usada para remover o etano de uma mistura de hidrogênio-etano a 300 psia (
). O liquido absorvedor afluente contém
de hexano e 1% de etano. O gás afluente contém 35% de etano e 65% de hidrogênio. A coluna está a uma temperatura constante de
. Em virtude das características do escoamento do fluido na coluna, a razāo molar entre o absorvedor afluente e o gás afluente nāo pode ser maior que 3 para 1 , na vazão de entrada que se deseja para o gás. Qual é a recuperação máxima possível do etano nesta coluna?
Passo 1
Vamos resumir o que temos e o que precisamos.
– Enunciado: uma coluna de absorção de etano em hidrogênio, com estágios de equilíbrio e temperatura constante de
F, a
psia (
atm).
– Composição do gás afluente: % etano (
) e
% hidrogênio.
– Composição do líquido absorvedor afluente: % etano (
) e
% hexano.
– Razão molar líquido/gás limitada: .
Queremos a recuperação máxima de etano, isto é, a fração do etano no gás afluente que acaba no líquido.
– Enunciado: uma coluna de absorção de etano em hidrogênio, com
– Composição do gás afluente:
– Composição do líquido absorvedor afluente:
– Razão molar líquido/gás limitada:
Queremos a recuperação máxima de etano, isto é, a fração do etano no gás afluente que acaba no líquido.
Conteúdo: usaremos a equação de Kremser para absorção em
estágios com solvente parcialmente carregado.
Passo 2
Definimos
Como
, tomamos o máximo
, logo
Passo 3
A equação de Kremser para absorção, considerando que o solvente entra carregado com
, dá a fração molar de etano no gás de saída
em função de
:
onde
é o número de estágios.
Passo 4
Substituímos valores:
Logo
Passo 5
A recuperação de etano é a fração removida do gás:
Resposta
A recuperação máxima de etano nesta coluna de
estágios, com
e solvente carregado em
% de etano, é cerca de
%.