SóProvas

ID
1373515
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2014
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Deseja-se separar 200 kmol/h de uma mistura que contém 40% em benzeno e 60% em tolueno, produzindo um produto de topo contendo 95% de benzeno, e um produto de fundo contendo 90% de tolueno. A mistura está 25% vaporizada, e o método de McCabe-Thiele foi usado para o projeto da coluna de destilação, apresentando a seguinte reta de operação da seção de enriquecimento:

y = 0,73x + 0,27xD ,

sendo xD a fração molar do destilado.

A vazão de líquido na seção de esgotamento, em kmol/h, é, aproximadamente, igual a

Alternativas
Comentários

  • olá,

    alguem sabe resolver essa questão?

    obrigada!

  • Natália, resolva da seguinte maneira:

     

    1 - Fazer balanço de massa global - Eq (1)

    2 - Fazer balanço de massa por componente - Eq (2)

    3 - Com esses 2 balanços - Eq (1) e Eq (2) - achar B = 129,4 e D = 70,6

    4 - Notar que, pela reta de operação de retificação, R / (R+1) = 0,73, e portanto, R = 2,7

    5 - Sabendo que R = L/D, usar os valores encontrados de R e D para achar L = 190 (vazão de líquido que entra no topo da coluna, na seção de retificação)

    6 - Por se tratar do método de McCabe-Thiele, as vazões de líquido em cada estágio da seção de retificação são iguais e constantes. Portanto, tendo achado o valor de L na etapa anterior, efetuar um balanço de massa apenas no estágio de alimentação, levando em conta as correntes de líquido que entram e saem desse estágio. Nesse balanço você terá 3 correntes: onde tanto a corrente de alimentação, quanto a corrente de líquido da retificação (é o L que achamos na etapa 5) estão entrando no volume de controle e a corrente de líquido do esgotamento está saindo do volume de controle (L barra). Lembre de expressar a corrente da alimentação em função do grau de vaporização (beta). Fazendo esse balança de massa final, acha-se por fim a vazão de líquido (L barra) na seção de esgotamento. L (barra) = 340.

     

    Resposta: Opção E

     

    Espero que te ajude a entender a questão. 

    Douglas

  • Obrigada!!

  • Douglas,

    No passo 5 - Sabendo que R = L/D, usar os valores encontrados de R e D para achar L = 340 (vazão de líquido que entra no topo da coluna, na seção de retificação). Esse valor de L não seria = 190,6. Dessa forma, o L(barra) s. de esgotamento= 190,6 + 150(líquido que entra na alimentação) = 340 aprox.

  • entendi nada o passo 6, 340 não é a entrada total ? é o mesmo valor da saída ?

  • Márcia, tem razão. No momento de transcrever a solução acabei colocando o valor de L barra (340) no passo 5, ao invés de colocar o valor de L (190). Já corrigi no próprio comentário original. Obrigado pelo aviso.

     

    Tiago, como a márcia indicou, eu repeti o valor de L barra 2 vezes ao longo da solução. Se fizer as contas que indiquei, vc achará  L = 190. Esse valor, somado ao líquido que entra no estágio da alimentação, é igual ao líquido que vai pra seção de esgotamento (L barra). Esse L barra tem o valor de 190 + 200*0,75 = 340.

  • Primeiramente realizar o balanço de massa global e componente, para achar os valores de D e B

    Eq1 Balanço Global: F=D+B ----- B= 200- D

    Eq 2 Balanço por componente:

    Benzeno F*0,4= D*0,25 + B*0,1 80= 0,25D+ 0,1B

    Tolueno F*0,6= D*0,05 + B*0,9 120= 0,05D+ 0,9B

    Substituindo Eq1 em Eq2

    80 =0,95D + 0,1(200-D) 80=0,95D +20 - 0,1D

    D=70,6Kmol/h consequentemente B= 129,4Kmol/h

    De acordo com o método de McCabe na sessão de retificação/enriquecimento é dado por:

    Yn+1= (Rd/1+Rd)*Xn + Xd/1+Rd

     Equação dada pelo exercício y=0,73x + 0,27Xd,

    sendo assim: (Rd/1+Rd)= 0,73, tal que,

    Rd = 2,7

    sabemos que Rd é razão de refluxo,

    dado por Rd=L/D,

    como temos o valor de Rd e de D,

    achamos o valor do liquido/refluxo que entra no topo da coluna. L= 2,7 * 70,6=190.

    O exercício deu o valor da contribuição da fase vapor da alimentação (1-q)=0,25 ,sendo assim,a variável q que seria a contribuição da fase liquida, que é 0,75.

    De tal forma, na alimentação 75% corresponde a fase liquida no interior na coluna= 150 Kmol/h.

    Por final temos que L do refluxo no topo da coluna + a parte liquido saturada na vazão F, temos 150 + 190=340 kmol.

    Vale ressaltar que a temperatura de vazão de entrada altera drasticamente a pureza do produto.