Exercícios de Destilação Resolvidos PRO 236 PDF

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Lista de exercicios resolvidos...

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yeExercício 1 Destilação. Balanço material em uma coluna de destilação Deseja-se separar por destilação uma mistura (F) cuja composição (xF) é: a = 50,0% b = 30,0% e c=20,0% O destilado (ou produto de topo) deve ter uma razão em quantidade de matéria destilado/carga (D/F) = 0,60 e uma composição (xD) igual a: a=80%, b=18% e c=2%, Calcule: a) A razão de quantidade de matéria resíduo/carga (B/F) b) A composição em quantidade de matéria do resíduo (B) c) A recuperação do componente a no destilado (D)e a do c no resíduo (B). Destilado (D)

F Carga

(xF)

a = 50% b = 30% c = 20%

a = 80% b = 18% c = 2%

Desetani zadora

(xD)

Resíduo (B) XB: a =? b=? c=?

Solução: Base de cálculo: F=100kmol Como D/F= 0,60 D = 0,60 F D = (0,60)(100) = 60 kmol Balanço de quantidade de matéria total: F = D + B Balanço de quantidade de matéria de componentes: Fxi,F = Dxi,D + Bxi,B F, D, e B = quantidades de matéria respectivas das correntes: carga, destilado e resíduo Fxi,F = Dxi,D + Bxi,B = fração em quantidade de matéria dos componentes nas respectivas correntes F, D e B. Usando os dados do problema, vem: a) Balanço total 100 = 60 + B -> B = 40 kmol -> B/F = 40/100 = 0,40 b) Balanço de componentes: Componente a: 100 x 0,50 = 60 x 0,80 + 40xa,B -> xa,B = 0,05 = 5% 1

Componente b: 100 x 0,30 = 60 x 0,18 + 40xb,B -> xb,B = 0,48 = 48% Componente c: 100 x 0,20 = 60 x 0,02 + 40xc,B -> xc,B = 0,47 = 47%

Já foi visto que uma das equações de balanço de componentes não precisaria ser escrita pois: Xa,B + xb,B + xc,B = 1 c) Recuperação de a em D = =

x 100 =

x 100 =

x 100 =

x 100 = 96,0%

Recuperação de c em B = =

x 100 =

x 100 = 96,0%

Este problema é típico para o uso da planilha, pois é conhecida uma relação entre a corrente de entrada (carga) e uma das correntes de saída. Componente a b c Total (1) Fzi (2) 0,60 x 100 (3) Dyi (4) Por balanço (5) Xi,B =100ni/nt

Caga F/kmol 50,0(1) 30,0 (1) 20,0(1) 100,0

Destilado D/kmol 48,0(3) 10,8(3) 1,2(3) 60,0(2)

Resíduo B/kmol 2,0(4) 19,2(4) 18,8(4) 40,0(4)

Composição de B XB/% 5,0(5) 48,0(5) 47,0(5) Item b

Relação B/F = 40 kmol/100kmol = 0,40...