Pretende-se destilar 200 mol/h de uma mistura binária, líquida saturada, formada por 60% de benzeno e 40% de tolueno em base molar. Deve-se produzir um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 5% molar de benzeno. Quais são as vazões de produto de topo e de fundo?
Passo 1
Vamos começar desenhando a coluna que a questão está descrevendo e depois disso vamos calcular as vazões de topo e fundo através dos balanços de massa.
Repara que colocamos um refervedor parcial, mas se você quisesse poderia ter colocado um total, pois nesse tipo de questão não vai fazer diferença, já que só estamos preocupados com o que está saindo da coluna (no caso do fundo dela), ok?
Passo 2
Próxima etapa vai ser montar nossas equações de balanço de massa.
Para o balanço global precisamos lembrar que a vazão de tudo que entra é igual à vazão de tudo que sai.
Já o balanço de massa por componente:
Substituindo os valores que já temos, obtemos que:
Assim, nós temos duas equações e duas incógnitas. Portanto, podemos resolver através de um sisteminha de equações.
Substituindo por :
E aí vamos encontrar que: