Questão 2 (4,5 pontos): Refazer para estes NOVOS VALORES o Caso do Balanço de Massa em uma Coluna seguindo os 09 Passos do Procedimento Geral:
Uma mistura líquida contendo 30% de Benzeno (B) e 70% de Tolueno (T), em massa, alimenta a coluna de destilação. A Corrente de Topo agora tem 88% molar de Benzeno (B) e a Corrente de Fundo terá
do Benzeno (B) que foi alimentado à Coluna. A vazão volumétrica da alimentação é de
com Densidade Relativa de
.
Determine: A Vazão Mássica da Corrente de Topo, e a Vazão Mássica e Composições da Corrente de Fundo.
- Os 09 Passos do Procedimento Geral p/ Balanço de Massa (Unidades Simples): Estão nos slides 3 a 19 dos slides da Aula 6.
Passo 1
O enunciado fornece uma coluna de destilação alimentada por uma mistura líquida com
em massa de benzeno (B) e
em massa de tolueno (T). A vazão volumétrica de alimentação é
e a densidade relativa é
. O destilado sai com
molar de benzeno e o fundo retém
do benzeno alimentado (em massa). Precisamos determinar a vazão mássica do destilado (
) e a vazão mássica e composição do fundo (
,
,
). Este problema será resolvido por meio de balanços de massa total e fechamento de balanço de componente.
Passo 2
Calcula-se a vazão mássica de alimentação (
) a partir da vazão volumétrica e da densidade:
Passo 3
Determinam-se as massas de benzeno e tolueno na alimentação:
Passo 4
Converte-se a fração molar do destilado em fração mássica. Dados
,
, massas molares
e
:
em que
.
Passo 5
Pelo enunciado, o fundo retém
do benzeno alimentado, logo:
e a massa de benzeno no destilado é
Passo 6
Usando
, obtém-se a vazão mássica do destilado:
Passo 7
Balanço de massa total na coluna dá a vazão mássica do fundo:
Passo 8
Balanço de tolueno no destilado e no fundo:
Passo 9
Composições em massa do fundo:
Resposta
A vazão mássica do destilado é
.
A vazão mássica do fundo é com composição em massa
(3,95 % B) e
(96,05 % T).
A vazão mássica do fundo é