Exercícios Resolvidos de Introdução - Método Mc-Cabe Thiele Gráfico

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Enunciado

A figura a seguir corresponde ao diagrama de McCabeThiele de uma mistura binária processada em uma coluna de destilação. Os valores correspondem à composição, em porcentagem da quantidade de matéria do componente mais volátil na mistura líquida ( x ) e na fase vapor ( y ).

Indique as composições, em porcentagem de quantidade de matéria do componente mais volátil nas correntes de alimentação, de topo e de fundo da coluna de destilação, e a razão de refluxo no topo da coluna.

Passo 1

Essa questão pede várias coisas para a gente! A primeira coisa que vamos fazer é identificar o que é cada reta nesse gráfico!

Passo 2

Vamos começar avaliando o topo da nossa coluna.

Sabemos que a ROSA termina bem na composição do produto de topo, certo? Portanto, vamos efetuar a leitura dessa composição no gráfico, ok?

Então, o nosso produto de topo possui 0,95 do componente mais leve, já que é ele que sai em maior proporção no topo!

Passo 3

Da mesma forma que podemos ver a composição de topo pelo fim da ROSA, podemos ver a composição de fundo pelo fim da ROSE.

Por aí vemos que a composição do produto de fundo é x b = 0,05 , o que faz total sentido, pois o fundo é mais rico no componente mais pesado (menos volátil) e mais pobre no componente mais volátil.

Passo 4

Para saber a composição da carga, precisamos olhar para a nossa reta q . O local onde a reta q   se inicia, ou seja, toca a diagonal x = y , será o ponto onde veremos a composição da carga z f .

Portanto, a composição da carga é z f = 0,30 .

Passo 5

A última coisa que precisamos é determinar a razão de refluxo. E para isso, podemos usar o coeficiente linear da nossa ROSA (lembrando que ROSA é a Reta de Operação da Seção de Absorção). E nós já conhecemos a equação da ROSA:

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

Nesse caso, o coeficiente linear é 0,2 .

Portanto, como sabemos que x d = 0,95 , conseguimos calcular a nossa razão de refluxo, pois:

1 R R + 1 . x d = 0,2

1 R R + 1 . 0,95 = 0,2

Logo, obtemos que :

R R = 3,75

Resposta

x d = 0,95

x b = 0,05

z f = 0,30

R R = 3,75