Dispomos da seguinte mistura Benzeno – Tolueno:
Desejamos separar essa mistura em uma coluna de destilação que opera a , para obtermos um produto de topo vaporizado rico em benzeno e um resíduo contendo em benzeno que deixa o último prato da coluna. Com essas informações, o balanço de massa já foi calculado e resultou nas seguintes vazões de produto de topo e fundo, respectivamente:
Determine a Razão de Refluxo Operacional sabendo-se que as condições operacionais e a volatilidade relativa do benzeno/tolueno é igual a e a Razão de Refluxo operacional é igual a 1,5 vezes a razão de refluxo mínima.
Passo 1
Nós sabemos como é a organização dos pratos de carga e retirada dessa coluna. E, além disso, já conhecemos também a vazão de todas as correntes.
O próximo passo, portanto, será traçar o diagrama de equilíbrio x-y para conseguirmos aplicar o método Mc-Cabe Thiele.
Passo 2
Para traçar o gráfico, vamos precisar usar a volatilidade relativa (). Então, vamos escolher vários valores de entre e e , em seguida, vamos calcular os valores de relativos.
Para isso, vamos precisar utilizar a equação que vimos em uns tópicos anteriores:
E aí calculando vamos obter que:
E agora bora plotar esse gráfico lembrando de plotar também a diagonal ( ) 😊
Passo 3
Agora sim, vamos começar o Mc-Cabe Thiele. Nós vamos marcar no gráfico as informações que temos sobre os produtos de topo, fundo, lateral e sobre a carga. Para a saída, já sabemos que a reta é uma reta horizontal, pois é um líquido saturado. Para marcar a carga, precisamos calcular a inclinação da reta .
Sabemos que a inclinação da reta é dada por:
Onde .
Portanto, a inclinação é
Marcando tudo nosso gráfico, obtemos algo parecido com a imagem abaixo:
Passo 4
Repara que no enunciado a Razão de Refluxo foi dada em função da Razão de Refluxo Mínima. Então, nós vamos calcular a Razão de Refluxo mínima forçando o Pinch com a carga através da reta preta que traçamos a partir do .
Logo, o nosso coeficiente linear é 0,38. Então, a nossa Razão de Refluxo mínima é .
E a Razão de Refluxo operacional é vezes a mínima, sendo, portanto, .
Resposta
Razão de Refluxo Operacional é .