Uma unidade pretende recuperar com 98% de pureza, 95% do tolueno presente em
uma carga de
de benzeno e tolueno,
molar em benzeno, em uma coluna de destilação que opera à pressão atmosférica. Determine:
a. As quantidades e composições do destilado e do produto de fundo; (
)
b. Se houver a inclusão de uma segunda alimentação, com
de benzeno a
, quais as modificações nos parâmetros anteriormente calculados? (F1 =
; F2
; D
)
uma carga de
a. As quantidades e composições do destilado e do produto de fundo; (
b. Se houver a inclusão de uma segunda alimentação, com
Passo 1
Resumindo: temos uma alimentação única de
kmol/h contendo
molar de benzeno (logo
de tolueno). Queremos recuperar
do tolueno em um produto de fundo com
de pureza em tolueno. O top (destilado) será rico em benzeno. Para resolver, faremos balanços de massa total e de componente (tolueno).
Passo 2
Denotando
= vazão do produto de fundo (richo em tolueno),
= vazão do destilado,
,
,
= fração de tolueno da alimentação que vai para o fundo.
Aplicamos:
Aplicamos:
- balanço total:
- balanço de tolueno:
E como
corresponde ao tolueno recuperado, podemos escrever direto
Passo 3
Parte (a):
Calcular e
:
Calcular
Pelo balanço total
A fração de tolueno no destilado é o que resta do tolueno da alimentação:
logo
Passo 4
Parte (b):
Agora há duas alimentações: kmol/h com
e kmol/h com
.
Total kmol/h e
Agora há duas alimentações:
e
Total
Repetimos o balanço de tolueno no fundo com
e
:
O tolueno que sobra no destilado é
logo
Resposta
a) Destilado:
D kmol/h,
xₜₒₗᵈ % (tolueno).
Produto de fundo:
W kmol/h,
xₜₒₗʷ %.
D
xₜₒₗᵈ
Produto de fundo:
W
xₜₒₗʷ
b) Com segunda alimentação:
Destilado:
D kmol/h,
xₜₒₗᵈ % (tolueno).
Produto de fundo:
W kmol/h,
xₜₒₗʷ %.
Destilado:
D
xₜₒₗᵈ
Produto de fundo:
W
xₜₒₗʷ