Um tambor de flash recebe uma mistura líquida contendo
de n-pentano e
de n-octano (em bases molares) que sofre uma vaporização parcial instantânea a
e 3,6 bar. Do tambor, saem duas correntes, uma gasosa e outra líquida. Ache a composição e vazão dessas duas correntes.
Passo 1
O enunciado descreve um flash drum onde entra uma corrente líquida com frações molares
(n-pentano) e
(n-octano), a
e
,bar. Queremos achar a composição das fases vapor e líquido em equilíbrio e suas vazões relativas. Vamos usar:
- Equilíbrio de fases ideal:
,. - Lei de Raoult com
. - Estimar
pelo Clausius–Clapeyron. - Balanço de materia
achford–Rice para achar a fração vapor .
Passo 2
Estimamos
em
,K usando
com
,atm a
,
,J/mol e
,J/mol.
Para n-pentano ( ,K) obtemos
Para n-pentano (
Para n-octano (
,K) obtemos
Passo 3
Calculamos os coeficientes de equilíbrio
Passo 4
Usamos a equação de Rachford–Rice para a fração vapor
:
Para
, isso dá
Resolvendo algebricamente obtém-se
. Logo
Passo 5
As composições de fase saem de
Para n-pentano:
Para n-octano:
Resposta
Assumindo
,kmol/h, temos:
(a) Vapor: ,kmol/h com
,
.
(b) Líquido: ,kmol/h com
,
.
(a) Vapor:
(b) Líquido: