Um gás, com 90 \% de metano, 5 \% de etano, 3 \% de propano, 2 \% de butano (em base de volume), deve ser lavado com um óleo hidrocarbônico não-volátil, numa coluna de borbulhamento, operando a 215 psi (14,6 atm)
e a 60^{\circ} F. Deseja-se remover 98 \% do propano. O óleo afluente não contém qualquer dos componentes do gás.
(a) Determinar graficamente a razão mínima L / V.
(b) Determinar graficamente o número de estágios necessários e a recuperação de todos os componentes com uma razão L/V igual a 0,8.
(c) Resolver (a) e (b) analiticamente.
(d) Qual deve ser a razāo L/V a ser usada para se manter a mesma recuperação do propano para o mesmo número de estágios que em (b) se a pressão for reduzida para 44,7 \mathrm{psi}(3,0 \mathrm{~atm}) a 60^{\circ} \mathrm{F} ?

Passo 1

O enunciado descreve a absorção de um gás de quatro componentes ( \mathrm{CH}_4, \mathrm{C}_2\mathrm{H}_6, \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8, \mathrm{C}_4\mathrm{H}_{10}) em óleo não-volátil, a 14{,}6,atm e 60^\circF, buscando remoção de 98\% do propano. Pede-se: (a) razão mínima L/V (gráfica), (b) número de estágios e recuperação dos demais componentes para L/V=0,8 (gráfica), (c) mesmas quantidades analiticamente, e (d) novo L/V para mesma recuperação de propano se a pressão cair para 3,0 atm.

Passo 2

Para resolver tanto graficamente (McCabe–Thiele) quanto analiticamente, é imprescindível conhecer a curva de equilíbrio líquido–vapor (meteorológicas solubilidades ou coeficientes de distribuição) a 60^\circF e 14,6 atm. Essa curva relaciona a fração molar de cada componente na fase líquida saturada x com a fração molar na fase vapor y. Sem essa informação, não é possível
– traçar a isoterma de equilíbrio nem a reta de operação mínima (para (a)),
– determinar pela construção gráfica o número de estágios em (b),
– nem resolver balanços e igualdades de equilíbrio analiticamente em (c) e (d).

Resposta

Não é possível resolver o exercício pois não foram fornecidos os dados ou a curva de equilíbrio necessários para o método gráfico de McCabe–Thiele nem para o cálculo analítico das razões L/V e do número de estágios.

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