EQUILÍBRIO DE FASES –EQUILÍBRIO LÍQUIDO VAPOR

EQUILÍBRIO DE FASES –EQUILÍBRIO LÍQUIDO VAPOR

RESUMO:

Este trabalho foi analisado um sistema binário que é contitúido por duas substancias, metil-etil-cetona e tolueno  em equilíbrio líquido vapor. O nosso objetivo é a partir de informações como composição e sua temperatura (constante), conseguir valores referentes a pressão, fugacidade e plotar um gráfico com fases e pontos experimentais e teoricos.

Para a elaboração dos calculos , ultilizamos o programa “Excel”, que integra cálculos termodinâmicos. Também foi ultilizamos o software “thermosolver”.

Assim para uma melhor apresentação, as planilhas e resultados estão incorporadas no trabalho em forma de prints do excel.

INTRODUÇÃO:

É de vital importância para a industria química o estudo sofre equilíbrio líquido vapor, que pode ser aplicado em diversas aréas. Sendo assim o conhecimento dessa pratica pode trazer economia e  beneficios financeiros para as empresas.

É possivel trabalhas de varias formas e sistemas para atigir os valores sobre equilíbrio líquido vapor. No caso desses trabalho foram definidas duas formas, que são a Peng-Robinson (PR) e a Soave-Redlich-Kwong (SRK).

DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO.

Obtenção de p e y1 para uma solução ideal

Sabemos que através de uma condição de equílibroi termodinâmico, temos:

[pic 1]                                         [Eq 1]

Neste caso consideramos o sistema de baixa pressão, onde suas forças são aproximadamentes iguais, assim podemos tratar o vapor como um gás ideal e o liquido sendo uma solução ideal. Desta forma podemos simplificar o equílibrio, e temos:

                                                  [Eq 2][pic 2]

De onde obtemos:

                                        [Eq 3][pic 3]

A equação que nos permite obter resultados referente a uma solução ideal. E tamabém para o caso de solução binária, temos:

                                        [Eq 3][pic 4]

A  pressão foi encontrada através da equação,  abaixo:

                                [Eq 4][pic 5]

Desta forma, a partir dos dados fornecidos pelo problema:

Tabela  1: Dados experimentais para o sistema Metil-Etil-Cetona (1) – Tolueno (2) a 50 °C.

Podemos plotar o gráfico do caso empírico:

[pic 6]

Figura 1: Gráfico da pressão pela fração molar para os dados empíricos fornecidos no problema.

É possível encontra os valores das frações molares da fase gasosa de  MEK (y1) e também da pressão do sistema (p), para isso ocorrer, é necessário aplicar as fórmulas

E podemos encontrar os valores das frações molares da fase gasosa de MEK (y1) e a pressão do sistema (p), bastando, para isso, aplicar as fórmulas 3  e 4 para o MEK e para o Tolueno substituindo   e   . Esses são os valores das pressões de saturação, obtidas através da equação de Antonie:[pic 7][pic 8]

                                        [Eq 5][pic 9]

 Os coeficientes de Antoine para a MEK são: A=9,9784, B=3150,12 e C=-36,65 e, para o Tolueno são: A=9,3935, B=3096,52 e C=-53,67.  Os resultados encontrados sobre os valores das pressões de saturação , estao parecidos com os dados encontrados na literatura:

Desta forma, ao aplicarmos a lei de Raoult no sistema binário, temos:

Tabela  2: Valores de p, y(1) e y(2) para o caso ideal.

Os  Prints do Excel se encontram no Anexo [1].

Desta forma, conseguimos plotar o gráfico de envelope de fases para o sistema binário:

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