Exercícios Resolvidos de Método de Ponchon – Savarit – Razão de Refluxo

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Enunciado

500   k m o l / h de uma mistura binária, contendo 40 % molar da espécie volátil e em seu ponto de bolha, devem ser separados em uma coluna de pratos que opera a 1   a t m e que possui um condensador total e um refervedor parcial. A coluna deve operar em regime permanente, gerando um destilado com 90 % molar da espécie leve e um resíduo 5 % molar dessa mesma espécie.

Utilizando o método de Ponchon-Savarit e os diagramas entalpia-composição e xy apresentados na figura abaixo, responda qual o número de estágios de equilíbrio necessários, para uma vazão de refluxo 30% maior que a razão de refluxo mínima, sendo R R = 1,11 .

Passo 1

Dessa vez a questão está nos pedindo para determinar o número de estágios a partir de uma Razão de Refluxo dada. Então, precisamos encontrar o novo valor de H ∆ D para traçar nossa nova reta e desenhar os estágios.

Então, vamos novamente utilizar a equação vista na teoria:

R R = H ∆ D - H 1 H 1 - h o

Passo 2

O enunciado nos fornece o valor da Razão de Refluxo mínima do gráfico:

R R = 1,11

E nos disse que a nova razão de refluxo é 30 % maior que a Razão de Refluxo mínima.

Então,

R R 1 = 1,3   R R

R R 1 = 1,3 × 1,11

R R 1 = 1 , 44

Passo 3

Já com o valor da nossa nova Razão de Refluxo, podemos jogar na fórmula e encontrar o nosso novo H ∆ D .

R R 1 = H ∆ D 1 - H 1 H 1 - h o

Mas, para isso, ainda precisamos encontrar os valores de   H 1 e h o . Esses, nós encontramos diretamente no gráfico e tem seus valores independentes da Razão de Refluxo adotada, beleza?

Indo no gráfico, ficamos com H 1 = 58,75   K J / m o l   e h o = 25   K J / m o l .

Passo 4

Agora sim podemos voltar a fórmula e encontrar nosso H ∆ D 1 .

R R 1 = 1,44 = H ∆ D 1 - H 1 H 1 - h o

1,44 = H ∆ D 1 - 58,75 58,75 - 25

H ∆ D 1 = 107,35   K J / m o l

Passo 5

Agora que já temos todos os valores necessários, vamos determinar o número de estágio da mesma forma que vimos antes e ficar com o seguinte:

Sendo assim, são necessários 9 estágios de equilíbrio.

Resposta

9 estágios.