Uma mistura de 30 \% de n-pentano, 50 \% de n-hexano e 20 \% de n-heptano (em bases molares) é injetada no centro de uma coluna equivalente a cinco estágios de equilíbrio, operando a pressāo atmosférica. Com a razão D / F igual a 0,25 , qual é a razão de refluxo (se é que existe) que pode levar a um destilado com a fração molar do n-pentano igual a 0,995 ?

Passo 1

O enunciado dá uma alimentação de vapor–líquido contendo 30 % de n-pentano, 50 % de n-hexano e 20 % de n-heptano (base molar), que entra num destilador de cinco estágios de equilíbrio (P =1 atm). A razão molar de destilado para alimentação é
\frac{D}{F} = 0{,}25
e pede-se a razão de refluxo R = L/D que permita obter no destilado uma fração molar de n-pentano \,x_D(\text{pentano})=0{,}995.
Para projetar o destilador usando métodos de Fenske–Underwood–Gilliland (três componentes), precisamos conhecer as volatilidades relativas \alpha_i (ou pressão de vapor/curvas de equilíbrio) de pentano, hexano e heptano a 1 atm.

Passo 2

Sem os valores de volatilidade relativa \alpha_{\text{pent/hex}} e \alpha_{\text{pent/hep}} (ou as curvas y vs.\ x), não há como:
  • calcular o número mínimo de pratos ( N_{\min}) pela equação de Fenske;
  • resolver a equação de Underwood para o refluxo mínimo ( R_{\min});
  • usar a correlação de Gilliland para obter R em função de N_{\min} e dos cinco estágios reais.

Passo 3

Como o enunciado não fornece nem tabelas de equilíbrio nem volatilidades relativas, não é possível determinar numericamente a razão de refluxo R.

Resposta

Não há como calcular a razão de refluxo R porque faltam os dados de equilíbrio (volatilidades relativas ou curvas y x) a 1 atm necessários para aplicar Fenske, Underwood e Gilliland.

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