Uma coluna de absorção, equivalente a seis estágios de equilibrio, deve ser usada para recuperar
do etano de um gás contendo
de metano,
de etano e
de propano, à taxa de
. O absorvente é um óleo hidrocarbónico não-volátil, e as condições de operação são
e
.
(a) A que taxa o absorvente deve ser usado?
(b) Qual é a composição do gás efluente?
(a) A que taxa o absorvente deve ser usado?
(b) Qual é a composição do gás efluente?
Passo 1
Resumindo: temos um gás de alimentação de
contendo 78 % de metano, 7 % de etano e 15 % de propano, submetido a uma coluna de absorção de 6 estágios teóricos que usa um óleo hidrocarbonado não-volátil a 465 psi e
. Quer-se recuperar 95 % do etano. Precisaríamos do balanceamento de material por estágio e, sobretudo, da relação de equilíbrio gás-líquido (coeficiente de partição ou isoterma de absorção para etano no óleo) para aplicar a equação de Kremser e determinar:
(a) a vazão de solvente ;
(b) a composição do gás de topo.
(a) a vazão de solvente
(b) a composição do gás de topo.
Passo 2
Na prática, para resolver numericamente usamos a equação de Kremser para absorção em série de
estágios no caso de solvente não-volátil:
onde
é a vazão molar do gás (base seca),
a do líquido, e
o fator de absorção (razão constante de distribuição etano líq/gás em equilíbrio). Sem o valor de
ou de qualquer isoterma, não se pode fechar o cálculo de
.
Passo 3
Da mesma forma, o cálculo da composição do gás de topo (frações de metano, etano e propano) exige saber quanto de cada componente é retido por estágio, o que depende diretamente do equilíbrio faz-líq.
Resposta
Não há como determinar numericamente
(a) a vazão de solvente
(b) a composição do gás efluente
sem os dados de equilíbrio gás-líquido (coeficientes de partição ou isoterma de absorção do etano no óleo) necessários para aplicar a equação de Kremser.
(a) a vazão de solvente
(b) a composição do gás efluente
sem os dados de equilíbrio gás-líquido (coeficientes de partição ou isoterma de absorção do etano no óleo) necessários para aplicar a equação de Kremser.