Uma mistura líquida saturada de hexano e octano com é alimentada a uma coluna de destilação. Se deseja que o produto destilado tenha mol de hexano e o fundo . Encontre o número de estágios através do método Ponchon-Savarit sabendo que .
Passo 1
A questão nos forneceu o diagrama de equilíbrio e o gráfico de entalpia x composição para a mistura hexano e octano e nos pediu para calcularmos o número de estágios. Então vamos aplicar o que vimos na teoria para o método de Ponchon-Savarit.
Passo 2
Primeira coisa que vamos analisar é o gráfico de entalpia x composição (o primeiro). Repara que no gráfico tem traçado duas linhas cinzas. Essas linhas representam as linhas de fundo e topo da coluna, respectivamente.
É possível perceber, também através do enunciado pois ele nos informou que o produto destilado tema em mol de hexano e o fundo . Agora, vamos traçar a reta do nosso balanço global.
Passo 3
Para traçar a reta do nosso balanço global, vamos primeiro marcar no gráfico de entalpia x composição o valor de e de .
Agora, só precisamos ligar os pontos e prolongar a reta para termos nossa reta do balanço global.
Traçando a reta, encontramos também o valor de .
Passo 4
Agora, nós vamos descer lá da composição do vapor até tocar a curva de equilíbrio e ver a composição do líquido. Com isso, subimos novamente para o gráfico superior e traçar uma reta ligando esses dois pontos. Essa reta em verde é a amarração entre o líquido e vapor em equilíbrio e representa um estágio.
Passo 5
Em seguida, para ver a composição do vapor do próximo estágio, como ainda estamos na seção de operação, vamos traçar uma reta da composição do líquido que encontramos até o condensador e esse será nosso primeiro estágio (representado em vermelho).
Passo 6
Passo 7
Passo 8
Depois disso, vamos recorrer ao gráfico de equilíbrio para achar o líquido em equilíbrio com esse vapor. Esse procedimento vai se repetir, usando o condensador, até ultrapassar a linha de balanço global.
A partir dessa linha, faremos a mesma coisa, mas usando como referência o refervedor até que a composição do produto de fundo seja ultrapassada como vimos na teoria, beleza? E vamos ter como resultado final 5 estágios.
Resposta
5 estágios.