O seguinte líquido saturado deve ser separado em duas correntes, uma de topo e outra de base, numa coluna de destilação que opera a 2 atm, com um condensador total e um refervedor parcial.
Alimentação da coluna:
molares de benzeno
30% molares de tolueno
10% molares de o-xileno
O destilado deve conter
de benzeno inicial, a uma concentração de 99% molares.
(a) Determinar o número de estágios necessários para a separação, com uma razão de refluxo de 2,0 .
(b) Fazer o diagrama de composição contra número de estágios.
(c) Estimar a razão mínima de refluxo e o número mínimo de estágios.
30% molares de tolueno
10% molares de o-xileno
O destilado deve conter
(a) Determinar o número de estágios necessários para a separação, com uma razão de refluxo de 2,0 .
(b) Fazer o diagrama de composição contra número de estágios.
(c) Estimar a razão mínima de refluxo e o número mínimo de estágios.
Passo 1
O enunciado pede a separação de uma alimentação líquida saturada (
% mol de benzeno,
% mol de tolueno e
% mol de o-xileno) numa coluna a
atm, com condensador total e refervedor parcial, de modo que no destilado tenhamos
% mol de benzeno e
% de recuperação do benzeno. Para aplicar o método de McCabe–Thiele (número de estágios, diagrama de estágios, razão mínima de refluxo etc.) precisamos:
. Representar o sistema como binário benzeno (A)
componentes mais pesados (B
tolueno
o-xileno).
. Determinar as composições de destilado
, de fundo
(decorrente de
% de benzeno não recuperado) e da alimentação
.
. Traçar a curva de equilíbrio vapor–líquido
a
atm e as linhas de operação (rectifying e stripping), coisa essencial para contar estágios no McCabe–Thiele.
Passo 2
O enunciado não forneceu nem a curva de equilíbrio VLE nem coeficientes de Antoine ou volatilidades relativas para o sistema benzeno–tolueno (ou para o sistema A versus B). Sem esses dados de equilíbrio vapor–líquido, não é possível:
- traçar a curva
; - estabelecer as interseções com as linhas de operação;
- contar o número de estágios de equilíbrio nem estimar a razão mínima de refluxo.
Resposta
Não há como resolver o exercício na forma apresentada, pois faltam os dados ou curva de equilíbrio vapor–líquido necessários para aplicar o método de McCabe–Thiele.