Exercícios Resolvidos de Razão de Refluxo no Método Mc-Cabe Thiele

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Enunciado

Uma unidade de destilação consiste em um refervedor parcial, uma coluna com pratos com borbulhadores e um condensador total. A carga é uma mistura líquida saturada com 50% molar de benzeno em tolueno, que entra no seu prato ótimo. A coluna produz um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 95% de tolueno. Calcule para a operação da coluna a 1   a t m :

  1. A Razão de Refluxo mínima
  2. O número de estágios mínimos para a separação.

Dados de Equilíbrio do Sistema Benzeno – Tolueno a 101,3   k P a

Passo 1

A primeira coisa que a questão pede para a gente calcular é a razão de refluxo mínima, mas, para isso, precisamos plotar o equilíbrio benzeno e tolueno.

Lembrete: Sempre que for traçar esse gráfico, faça junto a reta da diagonal ( em laranja).

Passo 2

O próximo passo será marcar o produto de topo e a reta q , que é vertical para líquidos, para podermos achar a R R m í n i m a . Com isso, vamos traçar uma reta partindo do produto de topo e forçando pinch com a nossa reta q .

Passo 3

Fazendo a leitura no gráfico da interseção com o eixo y, vemos que o valor encontrado é aproximadamente 0,38 . Além disso, sabemos a equação dessa reta, que é:

y n = R R R R + 1 ∙ x n - 1 + 1 R R + 1 ∙ x d

Portanto, como o coeficiente linear é 0,38 e o x d = 0,95 , podemos calcular a R R m í n i m a .

1 R R + 1 ∙ x d = 0,38

1 R R + 1 ∙ 0,95 = 0,38

R R m í n i m a = 1,5

Passo 4

Agora a segunda coisa que precisamos fazer é calcular o número de estágios mínimos! O número de estágios mínimos é obtido quando estamos na razão de refluxo total.

E agora precisamos apenas contar o número de estágios que temos lá. Para contar, basta ver o número de vezes que os degraus encostam na curva de equilíbrio. E a resposta é um total de 10 vezes! Portanto, temos 10 estágios.

Resposta

  1. R R m í n i m a = 1,5
  2. 10 estágios