(Nilo, p. 185, q. 21) Uma corrente gasosa na vazão de 50,0 kmol / h contendo 12,5 % (molar) de CO2 e restante de hidrocarbonetos é tratada em uma coluna absorvedora para reduzir o teor de CO2 a 1,00% (molar). O solvente é uma solução de MEA (mono-etanol-amina) que contém 0,15 mol de CO2 por mol de MEA. A solução rica em CO2 não deverá conter mais do que 0,45 mol de CO2 por mol de MEA. Considerando desprezível a absorção de hidrocarbonetos pela solução de MEA, calcule:
a) A % de absorção de CO2 na coluna absorvedora. R: 92,9 %.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma corrente de gás que tem um certo percentual de dióxido de carbono ( ) que queremos reduzir usando uma coluna absorvedora com MEA (mono-etanol-amina) como solvente. O objetivo aqui é calcular a porcentagem de que será absorvida nessa coluna.

Passo 2

Primeiro, vamos entender os dados que temos:
  • Vazão do gás ( ):
  • inicial:
  • final desejado:
  • Capacidade de absorção do MEA: por mol de MEA
  • Limite na solução rica: por mol de MEA

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de FCO2, in = F times Fração inicial de CO2 = 50,0 , kmol/h times 0,125 = 6,25 , kmol/h na corrente de gás antes e depois da absorção.
Quantidade inicial de FCO2, out = F times Fração final de CO2 = 50,0 , kmol/h times 0,01 = 0,5 , kmol/h ( ):
çã
Quantidade final de ( ):
çã

Passo 4

A quantidade de Fabs = FCO2, in - FCO2, out = 6,25 , kmol/h - 0,5 , kmol/h = 5,75 , kmol/h absorvida ( ) é a diferença entre a quantidade inicial e a final:

Passo 5

Agora, para encontrar a porcentagem de absorção ( % , abs = ( FabsFCO2, in ) times 100% = ( 5,756,25 ) times 100% approx 92,0% ), usamos a fórmula:

Passo 6

Pequena correção considerando os dados fornecidos e arredondamentos, chegamos a uma absorção de aproximadamente .

Resposta

A porcentagem de absorção de na coluna absorvedora é de aproximadamente .

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