Exercícios Resolvidos de Extração e Diagrama de Equilíbrio

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Enunciado

(Wankat, 3 ed. – Cap. 13 – D27) Uma coluna de extração em contra-corrente é alimentada com 100     k g / h de uma mistura contendo 40 % em massa de ácido acético e 60 % em massa de água. Deseja -se extrair o ácido acético com éter isopropílico. Os dados de equilíbrio estão listados na tabela abaixo. O éter isopropílico é alimentado puro e possui uma vazão de 111,2     k g / h . Deseja -se obter um rafinado com 20 % em massa de ácido acético. Encontre a fração mássica de ácido acético no extrato.

Passo 1

Falaaa aíii, tudo tranquilo? Nessa questão nós vamos analisar um processo de extração d o ácido acético com éter isopropílico em um sistema contra-corrente onde esquematicamente nós temos:

A partir disso vamos calcular a fração mássica de ácido acético no extrato. Então vamos lá!

Passo 2

Antes de sair plotando o gráfico precisamos primeiro fazer o balanço geral para o ácido acético.

F x a , F + S x a , S = E 1 x a , E 1 + R N x a ,   R N

F x a , F + S x a , S = F + S x a , M

O enunciado nos forneceu os seguintes dados:

F = 100     k g / h

x a , F = 0,4

x a , S = 0

S = 111,2   k g / h

Substituindo esses valores na expressão do balanço temos,

10 0 × 0,4 + 111,2 * 0 = ( 100 + 111,2 ) * x a , M

x a , M = 0 , 19

Passo 3

Agora sim vamos utilizar a tabela 13.5 para plotar gráfico.

Plotando no gráfico as retas S F - e M R N - , podemos obter x a , E 1 pela continuação da reta M R N - até a binodal.

Pelo gráfico vemos que a fração mássica de ácido acético no extrato é,

x a , E 1 = 0,185

Resposta

x a , E 1 = 0,185