Um hidrocarboneto líquido, contendo 4 \% de n-pentano, 2 \% de isopentano e 3% de n-hexano, vai ser extraído com um gás não-reativo para removerem-se 90 \% do n-pentano. A alimentação é de 100 \mathrm{~mol} / \mathrm{h}, e a pressão de operação 44.7 psi ( 3,0 atm).
(a) Com a temperatura de operação igual a 160^{\circ} \mathrm{F}, determinar de forma gráfica o número de estágios necessários, quando a vazão do gás de extração é o dobro da vazão mínima de extração. Determinar a recuperação do pentano e do hexano.
(b) Imagine que a coluna da parte (a) já tenha sido construída e esteja em operação. A recuperação do n-pentano deve ser elevada para 95 \%. A que temperatura deve ser operado o extrator, mantendo-se constante a razão L/V?
(c) Repetir o cálculo de (a) de maneira analítica.

Passo 1

O enunciado descreve um processo de extração gasosa (striping) de uma alimentação líquida de 100 mol/h que contém 4 % de n-pentano, 2 % de isopentano e 3 % de n-hexano, operando a 3,0 atm. Pede:
(a) número de estágios teóricos graficamente, usando vazão de gás igual ao dobro do gás mínimo, e recuperações de n-pentano e n-hexano a 160\circF;
(b) para aumentar a recuperação de n-pentano a 95 % mantendo L/V constante, encontrar a nova temperatura;
(c) repetir (a) de modo analítico.
Para resolver precisaríamos da curva de equilíbrio (K ou Henry) a 160\circF e a 3 atm, bem como da mesma curva a outras temperaturas.

Passo 2

Sem os dados de equilíbrio (curva y versus x ou valores de coeficiente de partição K de cada componente a 160^\circ\mathrm{F} e 3 atm) não se pode traçar a linha de operação nem a curva de equilíbrio no diagrama de McCabe-Thiele.

Passo 3

Sem a curva de equilíbrio não é possível:
– calcular a vazão mínima de gás,
– traçar graficamente o número de estágios,
– determinar as recuperações de n-pentano e n-hexano,
– ajustar temperatura para mudança de recuperação,
– nem fazer análise analítica.

Resposta

Não há como resolver o exercício pois faltam os dados de equilíbrio (curva ou coeficientes de partição) necessários para traçar as linhas de operação e calcular número de estágios e recuperações.

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