(Nilo, p. 185, q. 21) 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). .

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma corrente gasosa com uma vazão de que contém de em base molar. Essa corrente é tratada em uma coluna absorvedora para reduzir o teor de para molar. O solvente utilizado é uma solução de MEA que captura . Precisamos calcular a vazão volumétrica do gás tratado nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), considerando comportamento ideal dos gases. Para resolver isso, vamos precisar aplicar a Lei dos Gases Ideais e entender como a absorção de afeta a composição da corrente gasosa.

Passo 2

Primeiro, vamos determinar a quantidade de na corrente gasosa inicial. Sabemos que a vazão total é de e que dessa vazão é .

Passo 3

Após o tratamento, o teor de no gás tratado é de molar. Vamos chamar a vazão do gás tratado de . A quantidade de no gás tratado será:

Passo 4

A quantidade de absorvida pela coluna é a diferença entre a inicial e a tratada:

Passo 5

Sabemos que a solução de MEA absorve na proporção de de por mol de MEA. A solução rica não pode conter mais que de por mol de MEA. Vamos chamar a quantidade de MEA utilizada de .
Isso implica que:
Portanto, a condição está satisfeita e podemos usar a relação:

Passo 6

Igualando as equações de absorvida:
Como não temos informações adicionais sobre , vamos focar em determinar diretamente.

Passo 7

Considerando que a vazão total de gás após tratamento será praticamente a mesma, já que a absorção de é pequena comparada ao total de hidrocarbonetos. Portanto, podemos aproximar que:
No entanto, para precisão, vamos rearranjar a equação:
Sem a necessidade de calcular , podemos considerar que a quantidade de absorvida é pequena, e assim:
Mas isso não faz sentido, pois excede a vazão inicial. Portanto, devemos rever nossos passos.

Passo 8

Vamos reconsiderar. A absorvida é . A quantidade de no gás tratado é . O restante foi absorvido. A vazão de gás tratado é quase igual à vazão inicial, portanto:
Como a absorção é pequena, podemos aproximar que .

Passo 9

Agora, vamos calcular a vazão volumétrica nas CNTP usando a Lei dos Gases Ideais:
Nas CNTP, e . Dado que já está fornecido, podemos usar a relação direta:
ã

Resposta

A vazão volumétrica do gás tratado nas CNTP é de .

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(Nilo, p. 185, q. 21) 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:
b) A vazão mássica da solução de MEA que alimenta a coluna. R: 1309,66kg/h.
(Nilo, p. 183, q. 13) 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 .
(Nilo, p. 187, q. 27) de uma solução aquosa de a (base mássica) é resfriada lentamente até . Durante o resfriamento, da água é evaporada. O carbonato se precipita da solução na forma de cristais de . Se a solubilidade do a é de água, calcule a vazão mássica produzida de cristais de . R: .
(Felder, p. 171, q. 40) Uma mistura líquida contendo molar de benzeno (B), de tolueno (T) e o resto de xileno ) alimenta uma coluna de destilação. O produto de fundo contém molar de X e nenhum B, e do X na alimentação são recuperados nesta corrente. O produto de topo alimenta uma segunda coluna. O produto de topo da segunda coluna contém do B contido na alimentação desta coluna. A composição desta corrente é molar de B e o resto de T.
b) Calcule (i) a percentagem do benzeno na alimentação do processo (quer dizer, a alimentação da primeira coluna) que sai no produto de topo da segunda coluna e (ii) a percentagem do tolueno na alimentação do processo que sai no produto de fundo da segunda coluna. R: (i) = e (ii) .