Exercícios Resolvidos de Determinação da Pressão de Operação

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Enunciado

Uma torre de fracionamento deve ser projetada para processar uma mistura com 500   m o l / h , líquida saturada contendo 30   m o l % de n-butano, 30   m o l % de n-pentano, 20   m o l %   d e   n-hexano e 20   m o l %   d e   n-heptano. Este líquido deve ser processado de modo a recuperar 95 % do n-pentano no destilado a 98 %   do n-hexano no resíduo. Determine a temperatura do prato de carga na pressão do prato de carga sabendo que P D = 46,93   p s i a .

Passo 1

Ora ora ora, o que temos aqui? Nessa questão nós queremos calcular a temperatura do prato de carga ( T T ) na pressão do prato de carga ( P F ) . Mas para isso precisamos primeiro encontrar P T e depois P F ,   então vamos usar as relações,

P T = P D + 2   p s i a

P F = P T + 2,5   p s i a

Como estamos falando de líquido saturado,

β = 0

E a equação de flash vai ser,

∑ i = 1 n x i ∙ k i = 1

Passo 2

Vamos substituir o valor de P D na expressão de P T ,

P T = 46,93   p s i a + 2   p s i a

P T = 48,93   p s i a

Agora podemos substituir na equação de P F ,

P F = 48,93   p s i a + 2,5   p s i a

P F = 51,4 3   p s i a

Passo 3

Agora podemos substituir na equação de flash lembrando que,

k i = P i * T F P

Logo,

∑ i = 1 n x i ∙ P i * T F = P

Abrindo essa equação temos,

x 1 × P 1 * 120 ° F + x 2 × P 2 * 120 ° F + x 3 × P 3 * 120 ° F

0 , 3 × P 1 * T F + 0,3 × P 2 * T F + 0 , 2 × P 3 * T F + 0 , 2 × P 4 * T F

Passo 4

Utilizando a equação,

P i * = P c i × exp ⁡ A 1 - A 2 A 3 + T P O ° F  

E a Tabela Henley, onde obtemos os valores de A, encontramos,

T F = 1 56,6   ° F

Resposta

T F = 156,6   ° F