Em um processo de flash, tem-se uma mistura homogênea de dois compostos P e Q . A alimentação do processo é de
, com composição de Q de
. No topo do processo, tem-se
molar de P e no fundo
molar de P . Quais são as vazões em
do fundo e do topo, sabendo-se que MM P=100 e MM Q=200?
Passo 1
O que o enunciado pede: encontrar as vazões molares do topo (destilado) e do fundo em
.
Informações dadas:
Pergunta: quais são as vazões molares no topo e no fundo, em
?
Passo 2
Primeiro passo prático: transformar as vazões mássicas da alimentação nas massas de cada componente. A alimentação tem
com
em massa de Q, então:
Explicação rápida: porcentagem mássica indica a fração da massa total que é daquele componente; aqui os dois têm mesma massa.
Passo 3
Converter massas em vazões molares. Fórmula usada:
, lembrando que
deve estar em
. Como
e
(interpreta-se como
e
), temos:
Comentário didático:
dá a massa de
da substância; dividir massa (kg/h) por
(kg/kmol) dá vazão em
.
Passo 4
Calcular a vazão molar total da alimentação e a fração molar de P na alimentação:
Passo 5
Montar balanços molares (conservação de matéria). Para o sistema em regime estacionário:
- Balanço global:
onde
é a vazão molar do topo e
a do fundo.
- Balanço para o componente P:
Substituindo números:
e
Passo 6
Resolver o sistema usando
. Substituindo no balanço de P:
Desenvolvendo:
Passo 7
Calcular numericamente
e
:
Arredondando razoavelmente (duas casas decimais) temos
e
.
Passo 8
Verificação rápida do balanço de P:
que coincide com a vazão molar de P da alimentação (
), confirmando que os cálculos estão coerentes.
Resposta
Topo (destilado):
Fundo:
Fundo: