AS OPERAÇÕES UNITÁRIAS III
Por: Ícaro Rodrigues • 11/5/2018 • Trabalho acadêmico • 2.270 Palavras (10 Páginas) • 210 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI[pic 1]
CAMPUS ALTO PARAOPEBA - ENGENHARIA QUÍMICA
OPERAÇÕES UNITÁRIAS III
Prova 1: Grupo 2
Atividade realizada sob a orientação do Professor Henrique Tadeu Castro Cardias, apresentado à disciplina de Operações Unitárias III do curso de Engenharia Química da Universidade Federal de São João del-Rei.
Ana Paula S. Artur
Ícaro Rodrigues
Gabriel Garbini Tavares
Priscilla Perdigão Lana
Thayná Fonseca
Maurício Biggono
Ouro Branco
Abril 2018
Exercício 40:
100 lbmol/h de 60% metanol em água a 30oC e 1 atm é separado por destilação em um destilado líquido contendo 98% de metanol e produto de fundo com 96% de água. Entalpia e dados de equilíbrio para a mistura a 1 atm são dados na Tabela 7.8 . A entalpia da corrente de alimentação é de 765Btu/lbmol.
[pic 2]
Resolução:
[pic 3]
- Traçar o diagrama entalpia composição com o auxílio da Tabela 7.8
- Utilizou-se os seguintes dados, da Tabela 7.8, para traçar as curvas de equilíbrio de vapor saturado e líquido saturado, no Matlab:
XM | hv (Btu/lbmol) | hL (Btu/lbmol) |
0 | 20,72 | 3,24 |
0,05 | 20,52 | 3,07 |
0,1 | 20,34 | 2,95 |
0,15 | 20,16 | 2,85 |
0,2 | 20 | 2,76 |
0,3 | 19,64 | 2,62 |
0,4 | 19,31 | 2,54 |
0,5 | 18,97 | 2,47 |
0,6 | 18,65 | 2,41 |
0,7 | 18,31 | 2,37 |
0,8 | 17,98 | 2,33 |
0,9 | 17,68 | 2,29 |
1 | 17,39 | 2,25 |
- Utilizou-se os seguintes dados para traçar as tie lines, no Matlab:
%MeOH Líquido | %MeOH Vapor | Temperatura |
0 | 0 | 100 |
2 | 13,4 | 96,4 |
4 | 23 | 93,5 |
6 | 30,4 | 91,2 |
8 | 36,5 | 89,3 |
10 | 41,8 | 87,7 |
15 | 51,7 | 84,4 |
20 | 57,9 | 81,7 |
30 | 66,5 | 78 |
40 | 72,9 | 75,3 |
50 | 77,9 | 73,1 |
60 | 82,5 | 71,2 |
70 | 87 | 69,3 |
80 | 91,5 | 67,6 |
90 | 95,8 | 66 |
95 | 97,9 | 65 |
100 | 100 | 64,5 |
Portanto, obteve-se o seguinte gráfico:
[pic 4]
- Planeje um procedimento para determinar, através do diagrama da letra (a), o número mínimo de estágios em equilíbrio para a condição de refluxo total.
Condição de Refluxo total: não há retirada de produto de topo nem de fundo. Todo o vapor retorna como líquido para a coluna, ou seja, o fluxo de vapor e de líquido possuem a mesma composição e são representados por vapor saturado e líquido saturado.
As retas de operação coincidem com a linha X=Y, logo as retas de operação são verticais em um diagrama entalpia composição.
Procedimento: Inicia-se com uma reta vertical partindo da composição molar do destilado (XD = 0,98), ligando-a da curva de líquido saturado até a de vapor saturado, pois estes possuem mesma composição. Em seguida traça-se uma paralela à “tie line” e continua o mesmo procedimento com as retas verticais até chegar à composição do produto de fundo (XB = 0,4). Encontra-se,portanto, o número mínimo de estágios.
Portanto, temos:
[pic 5]
Gráfico 1: Número de estágios mínimos.
O número mínimo de estágios é determinado pelo número de tie lines usadas. Nesse caso foram utilizadas 6 tie lines, e portanto temos 6 estágios.
- Por que o número mínimo de estágios é independente da alimentação?
O número mínimo de estágios é independente da alimentação, isto porque na condição de refluxo total não há alimentação.
- Qual a temperatura do destilado no produto de fundo?
De acordo com o Gráfico 1 a temperatura do destilado no produto de fundo é de 93,5oC, pois é onde temos a tie line do último estágio
lista 2
Questão 5 : Uma mistura com 30% em mol de n-hexano, 32% em mol de n-heptano e 38 % em mol de n-octano é sujeita a uma destilação flash à pressão de 1,2 bar. Sabendo que 60% da alimentação são vaporizados determine:
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