Uma mistura líquida contendo, em massa, de benzeno (B), de tolueno (T) e 45,0% de o-xileno (X) é carga de uma unidade de destilação com duas colunas em série. Na primeira coluna, a composição mássica do resíduo deverá ser: e X e a recuperação de o-xileno será de . O destilado desta coluna é carga de uma segunda coluna de destilação, cujo destilado contém (em base mássica) de B e 1,0% de T. Deseja-se recuperar, no destilado desta segunda coluna, do benzeno presente na carga desta coluna. Se a carga da unidade de destilação é , calcule:
b) A composição mássica do resíduo da segunda coluna. R: 4,55% de B, 92,05% de T e 3,4% de X .

Passo 1

Beleza, vamos resolver o item b do exercício de destilação que você me enviou. Primeiro, vamos entender o que está acontecendo aqui. Estamos trabalhando com uma mistura líquida que contém benzeno (B), tolueno (T) e o-xileno (X). Essa mistura passa por duas colunas de destilação em série, onde cada coluna separa os componentes de forma específica. No item b, queremos descobrir a composição mássica do resíduo da segunda coluna de destilação. Para isso, vamos precisar usar conceitos de balanço de massa e recuperação de componentes nas etapas de destilação.

Passo 2

Vamos começar lembrando que a carga inicial da unidade de destilação é de 1000 kg/h. Após a primeira coluna, já sabemos que o resíduo tem uma composição específica e uma recuperação de o-xileno de 98%. Essas informações são essenciais para calcular a quantidade de cada componente que vai para a segunda coluna.

Passo 3

Primeiro, vamos calcular a quantidade de o-xileno que foi recuperada na primeira coluna. Se a recuperação de o-xileno é de 98% e na carga inicial havia 45,0% de X, então:

Passo 4

Agora, vamos determinar a quantidade de o-xileno que ficou no resíduo da primeira coluna:
í
Isso confirma que no resíduo da primeira coluna, há 99,0% de X, como foi especificado no enunciado.

Passo 5

O destilado da primeira coluna, que vai para a segunda coluna, contém o restante dos componentes. Vamos calcular a quantidade de benzeno e tolueno nesse destilado. Sabemos que no resíduo da primeira coluna:
Portanto, a quantidade de B e T no destilado da primeira coluna é:

Passo 6

Agora, vamos para a segunda coluna. O destilado desta coluna deve conter 99,0% de B e 1,0% de T, e queremos recuperar 96% do benzeno presente na carga dessa coluna. Primeiro, calculamos a quantidade de benzeno a ser recuperada:

Passo 7

Sabendo que o destilado da segunda coluna contém 99,0% de B, podemos calcular a quantidade total do destilado:
A quantidade de tolueno no destilado é então:

Passo 8

Agora, vamos calcular o resíduo da segunda coluna. A carga para a segunda coluna era de 290 kg/h de B e 235 kg/h de T, totalizando 525 kg/h. Subtraindo o destilado (281,21 kg/h):
í

Passo 9

Agora, vamos determinar a composição mássica do resíduo da segunda coluna:
Como o resíduo não contém benzeno, o restante é o-xileno:

Resposta

A composição mássica do resíduo da segunda coluna é 4,55% de benzeno (B), 92,05% de tolueno (T) e 3,4% de o-xileno (X).

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Uma mistura líquida contendo, em massa, de benzeno (B), de tolueno (T) e 45,0% de o-xileno (X) é carga de uma unidade de destilação com duas colunas em série. Na primeira coluna, a composição mássica do resíduo deverá ser: e X e a recuperação de o-xileno será de . O destilado desta coluna é carga de uma segunda coluna de destilação, cujo destilado contém (em base mássica) de B e 1,0% de T. Deseja-se recuperar, no destilado desta segunda coluna, do benzeno presente na carga desta coluna. Se a carga da unidade de destilação é , calcule:
a) As vazões mássicas dos produtos das duas colunas de destilação. R: Coluna 1: destilado = e resíduo . Coluna 2: destilado e resíduo .
Uma corrente gasosa na vazão de contendo (molar) de e restante de hidrocarbonetos é tratada em uma coluna absorvedora para reduzir o teor de a 1,00% (molar). O solvente é uma solução de MEA (mono-etanol-amina) que contém 0,15 mol de por mol de MEA. A solução rica em não deverá conter mais do que de por mol de MEA. Considerando desprezível a absorção de hidrocarbonetos pela solução de MEA, calcule:
c) A vazão volumétrica nas do gás tratado (considere comportamento ideal). .
A alimentação de uma coluna de destilação, com vazão de , consiste em uma mistura de hidrocarbonetos, cuja composição percentual molar é: de propano, de i-butano, de i-pentano e de n-pentano. A corrente de topo contém todo o propano e do i-pentano da
alimentação. Nesta mesma corrente, a fração molar de i-butano é 0,378. A corrente de fundo contém todo o n-pentano da alimentação. Determine as vazões mássicas das correntes de topo e de fundo. R: e , respectivamente.
A partir da equação de Fick para a difusão de A através da mistura de A e B, prove: