Exercícios Resolvidos de Método de Ponchon - Savarit

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Enunciado

Uma mistura líquida saturada de hexano e octano com z 1 = 0,4 é alimentada a uma coluna de destilação. Se deseja que o produto destilado tenha 95 %   mol de hexano e o fundo 10 % . Encontre o número de estágios através do método Ponchon-Savarit sabendo que H ∆ D = 2000   c a l / m o l .

Passo 1

A questão nos forneceu o diagrama de equilíbrio e o gráfico de entalpia x composição para a mistura hexano e octano e nos pediu para calcularmos o número de estágios. Então vamos aplicar o que vimos na teoria para o método de Ponchon-Savarit.

Passo 2

Primeira coisa que vamos analisar é o gráfico de entalpia x composição (o primeiro). Repara que no gráfico tem traçado duas linhas cinzas. Essas linhas representam as linhas de fundo e topo da coluna, respectivamente.

É possível perceber, também através do enunciado pois ele nos informou que o produto destilado tema 95 %   em mol de hexano e o fundo 10 % . Agora, vamos traçar a reta do nosso balanço global.

Passo 3

Para traçar a reta do nosso balanço global, vamos primeiro marcar no gráfico de entalpia x composição o valor de H ∆ D = 2000   c a l / m o l e de z 1 = 0,4 .

Agora, só precisamos ligar os pontos e prolongar a reta para termos nossa reta do balanço global.

Traçando a reta, encontramos também o valor de H ∆ B = - 4000   c a l / m o l .

Passo 4

Agora, nós vamos descer lá da composição do vapor até tocar a curva de equilíbrio e ver a composição do líquido. Com isso, subimos novamente para o gráfico superior e traçar uma reta ligando esses dois pontos. Essa reta em verde é a amarração entre o líquido e vapor em equilíbrio e representa um estágio.

Passo 5

Em seguida, para ver a composição do vapor do próximo estágio, como ainda estamos na seção de operação, vamos traçar uma reta da composição do líquido que encontramos até o condensador e esse será nosso primeiro estágio (representado em vermelho).

Passo 6

Passo 7

Passo 8

Depois disso, vamos recorrer ao gráfico de equilíbrio para achar o líquido em equilíbrio com esse vapor. Esse procedimento vai se repetir, usando o condensador, até ultrapassar a linha de balanço global.

A partir dessa linha, faremos a mesma coisa, mas usando como referência o refervedor até que a composição do produto de fundo seja ultrapassada como vimos na teoria, beleza? E vamos ter como resultado final 5 estágios.

Resposta

5 estágios.