Uma mistura gasosa propano-ar contendo
(em volume)
de propano e vazão mássica total de
s é carga de uma coluna de absorção onde entra em contato com um óleo de absorção isento de propano e massa molar de
. Deseja-se que o óleo de absorção remova
do propano presente na mistura gasosa. Se a fração em quantidade de matéria de propano no óleo efluente da coluna é de
, calcule:
a) A vazão mássica de óleo de absorção a ser utilizada. R: 135,65kg/s.
a) A vazão mássica de óleo de absorção a ser utilizada. R: 135,65kg/s.
Passo 1
Então, vamos resolver esse exercício de equilíbrio de massa em uma coluna de absorção. O enunciado nos dá uma mistura gasosa contendo propano e precisamos descobrir a vazão mássica do óleo de absorção que vai remover 90% do propano. Para isso, vamos usar conceitos de balanço de massa e entender como a quantidade de propano é transferida do gás para o óleo. Vamos precisar das informações sobre as frações de propano na mistura gasosa e no óleo e as vazões mássicas envolvidas.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a vazão mássica de propano na mistura gasosa de entrada. Sabemos que a mistura gasosa tem uma vazão total de 122,0 kg/s e contém 10,0% de propano em volume. Para converter essa porcentagem em massa, assumimos que a porcentagem volumétrica é aproximadamente igual à porcentagem mássica para gases ideais.
Passo 3
Agora, queremos remover 90,0% desse propano. Isso significa que a quantidade de propano removida será:
Passo 4
A fração molar de propano no óleo efluente é de 40,0%. Para encontrar a massa de óleo necessária, usamos o balanço de massa no absorvente. Sabemos que a quantidade de propano absorvida está relacionada à vazão mássica do óleo (
) e à fração de propano no óleo.
Primeiro, precisamos relacionar a massa de propano absorvida com a vazão mássica do óleo:
Onde
.
Então,
Passo 5
Resolvendo para
:
Resposta
A vazão mássica de óleo de absorção a ser utilizada é de 135,65 kg/s.
Exercícios relacionados
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
Uma mistura de acetona e água contém
molar de acetona. A mistura deve ser parcialmente evaporada para produzir um vapor com
molar de acetona e deixar um líquido residual com 18,7% molar de acetona. Suponha que o processo é para ser conduzido continuamente e no estado estacionário com uma vazão de alimentação de
. Sendo n் e
as vazões das correntes de produtos vapor e líquido, respectivamente, desenhe e rotule um fluxograma de processo e, ao fim, escreva e resolva balanços em mols totais e de acetona para determinar os valores de n் e e n். . Para cada balanço, indique quais termos na equação de balanço geral (acúmulo = entrada + geração - saída - consumo) podem ser descartados e por quê. R: ǹ்v =
e n்
. O fluxograma e a análise dos termos dos balanços são por conta do (a) discente.
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.
a) Desenhe e rotule um fluxograma do processo e faça a análise de graus de liberdade. R: resposta por conta do (a) discente.
a) Desenhe e rotule um fluxograma do processo e faça a análise de graus de liberdade. R: resposta por conta do (a) discente.
Uma mistura líquida contendo
de benzeno,
de tolueno e
de xileno (base mássica) é carga de um processo de destilação. A recuperação de benzeno no destilado deve ser de 98,0% e a de xileno no resíduo deve ser de
. A fração mássica de benzeno no destilado deve ser de
. Calcule a composição mássica do destilado e do resíduo. R: destilado:
benzeno,
tolueno, 1,7% xileno; resíduo:
de benzeno,
de tolueno e
de xileno.