A unidade de separação foi projetada para separar, a 1 atm, uma solução aquosa de etanol com de etanol. A vazão de carga é de , líquida subresfriada condensando um mol de vapor para cada quatro moles no prato de alimentação. Esta coluna está equipada com condensador parcial e usa vapor de arraste. O produto de topo deve ter de etanol e o produto de fundo . Deve-se assumir vazões molares constantes. O vapor é vapor d’água puro saturado. Determine:
- Razão de Refluxo Mínima
Dado o diagrama de equilíbrio:
Passo 1
Em exercícios de coluna de destilação, a primeira etapa é desenhar a coluna de destilação, indicando as informações relevantes dadas no enunciado.
A questão pede que seja calculada a Razão de Refluxo Mínima. Para isso, vamos precisar utilizar o gráfico dado e forçar Pinch na reta da nossa carga, que é líquida subresfriada.
Então, vamos determinar nossa reta para esse caso e depois marcar tudo que temos no nosso gráfico 😊
Passo 2
Vamos determinar nossa reta !! A equação dessa reta é dada por:
Onde
Portanto, podemos calcular e a inclinação sabendo que:
Substituindo nas fórmulas, temos que:
Com essa inclinação devemos traçar um gráfico partindo do ponto de carga e traçar a reta de operação, partindo de para determinar a interseção com o eixo Lembrando que .
Vemos que a interseção com o eixo foi . Esse valor será utilizado para determinar a Razão de Refluxo Mínima.