Uma corrente de
com
molar de tetracloreto de carbono
e
de dissulfeto de carbono
deve ser recuperada do fundo de uma coluna de destilação. A alimentação da coluna tem
molar de
e
de
e
do
entrando na coluna está contido na corrente deixando o topo da coluna.
b) Calcule as frações mássica e molar de
na corrente de topo e determine as vazões molares de
e CS 2 nas correntes de topo e de alimentação. R: XCC14,topo
e wCCl4,topo
. Vazões das espécies na alimentação:
e
. Vazões das espécies no topo:
e
.
b) Calcule as frações mássica e molar de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é um exercício de destilação, que faz parte da matéria de Engenharia Química, mais especificamente de Operações Unitárias. Precisamos calcular as frações mássica e molar de
na corrente que sai pelo topo da coluna e também determinar as vazões molares de
e
nas correntes de topo e de alimentação. Para isso, vamos usar conceitos de balanço de massa e propriedades de misturas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender as informações que temos:
-
Corrente de alimentação total: 100 kmol/h
- 97% molar de
- 3% molar de
- 97% molar de
-
Alimentação entrando na coluna:
- 16% molar de
- 84% molar de
- 16% molar de
-
2% do
que entra na coluna vai para o topo.
Vamos calcular as vazões molares das espécies na alimentação e no topo da coluna.
Passo 3
Primeiro, vamos determinar as vazões molares de
e
na corrente de alimentação.
Sabemos que a alimentação total é de 100 kmol/h com 97% de
e 3% de
.
Passo 4
Agora, vamos calcular quanto de
entra na coluna e quanto vai para o topo.
Sabemos que 2% do
que entra na coluna sai pelo topo.
Sabemos que a alimentação que entra na coluna tem 84% de
.
Então,
Arredondando, temos aproximadamente 1,98 kmol/h.
Passo 5
Agora, vamos calcular a vazão molar de
no topo. Sabemos que a alimentação total é de 100 kmol/h e que a quantidade de
no topo é de 1,98 kmol/h. Então, a quantidade de
no topo será o restante.
Assumindo que a vazão total no topo é a mesma da alimentação que vai para o topo:
Arredondando, temos aproximadamente 15,85 kmol/h.
Passo 6
Agora, vamos calcular as frações molares e mássicas de
no topo.
A fração molar de
no topo é dada por:
Para a fração mássica, precisamos considerar os pesos moleculares:
Calculando: