Classificação dos Processos de Separação

A primeira coisa que precisamos fazer nesse tipo de questão é identificar os dados mais importantes. Eles são:

Carga – Gás

Produtos – Líquido e Gás

Princípio – Diferença de solubilidade

Com isso, podemos verificar a lista de todos os processos disponíveis e comparar.

Comparando, vemos que esse processo é a Absorção, que é representada da seguinte forma:

O flash térmico, como o nome já indica, utiliza a diferença de temperatura para realizar a separação. Então, esse processo possui um dispositivo no seu tanque para adicionar ou remover calor.

Já o flash mecânico não possui esse dispositivo, mas sua carga passa por uma válvula que é responsável por alterar a pressão!

Vamos de exemplo:

Digamos que a gente tenha uma mistura de dois líquidos com volatilidades distintas e queremos separar eles.

Se a gente optar por usar o flash térmico, podemos entrar com a carga líquida e usar o dispositivo pra adicionar calor ao sistema. Assim, o cara com maior pressão de vapor (volatilidade) passa pra fase de vapor ao receber calor, enquanto o outro permanece na fase líquida. Show, separamos nossos compostos!

Se, por outro lado, a gente optar por utilizar o flah mecânico, a gente pode entrar com a carga líquida pressurizada. Aí, dentro do equipamento a gente trabalha com uma pressão mais baixa. Quando nossa mistura “encontra a pressão mais baixa”, o cara mais volátil passa pro estado de vapor (a alta pressão de antes tava “empurrando ele” pra fase líquida), enquanto o menos volátil permanece na fase líquida.

Sacou a diferença dos dois processos? Um trabalha com calor e o outro com pressão 😉

Para definirmos quais são os processos, precisamos avaliar as correntes de entrada e saída de cada equipamento.

No primeiro equipamento, observe que não há presença de refervedores ou condensadores fazendo reciclos no fundo ou topo, assim não é uma coluna destilação.

Temos como carga um gás contaminado e, como não há aquecimento, o princípio de separação não é a diferença de volatilidade e sim de solubilidade.

Logo, o que temos é a transferência de contaminantes, por diferença de solubilidade, do gás para um solvente (amina pobre) pobre em contaminantes. Assim, o gás perde os contaminantes e fica purificado, enquanto osolvente fica rico em contaminantes (amina rica).

Assim, esse processo é uma coluna de absorção!

O próximo equipamento (3) possui como entrada a amina rica, ou seja, a carga é um líquido contaminado.

Esse equipamento também não possui condensadores e refervedores, e, portanto, também não ocorre destilação. A saída do equipamento 3 é a amina pobre, ou seja, foi removido contaminante do líquido e, para isso, foi utilizado um gás isento de contaminantes (que veio do equipamento 7).

Logo, esse processo é uma coluna de esgotamento. colunas de esgotamento são, geralmente, utilizadas após colunas de absorção para recuperação do solvente já utilizado.

Beleza, falou de extração! Então tanto a carga quanto os produtos são líquidos. Lembra que na teoria vimos que ocorre uma diferença de solubilidade entre os dois componentes existentes e o terceiro que nós adicionamos?

Logo, um fator que pode dificultar a operação é o fato de ter mais de uma fase líquida, fazendo com que seja necessário trabalhar com diagramas de fases ternário (já que são 3 componentes) dos componentes envolvidos, tipo esse aqui embaixo:

Obs: não fica preocupado em entender esse diagrama, pois quando a gente for avaliar a extração em detalhes, você vai entender tudinho dele, beleza?

Outro fator que pode complicar a operação industrial é a necessidade de tanques em série para atingir a extração desejada. Esses tanques podem exigir um espaço físico meio grande na sua indústria.

A destilação é um processo de separação. Então, tanto os pratos quanto os recheios são dispositivos que tem por objetivo melhorar a separação, promovendo maior contato entre as correntes e, assim, facilitando a transferência de massa.

Assim, fica mais fácil diferenciar os compostos e promover sua separação. Logo, de acordo com a especificação desejada dos produtos, diferentes tipos de recheios podem ser escolhidos ou pode optar por coluna de pratos.

Essa é uma questão teórica de um concurso. Para poder julgar se ela está certa ou errada, precisamos só saber o que é a destilação flash.

Nesse caso, o enunciado diz que temos um tanque de baixa pressão, que provoca a vaporização. E isso é o que acontece no que chamamos de flash mecânico, onde a separação ocorre por diferença de pressão.

O líquido e vapor, portanto, se separam e são retirados!

Então tá certinho!

Para a coluna C-1, as opções que temos nas alternativas são Coluna de Destilação e Coluna de Absorção. Vamos avaliar aqui a coluna C-1.

A coluna C1 não possui condensador no topo e nem refervedor no fundo. Portanto, ela não pode ser uma coluna de destilação. Portanto, a única opção que resta é a coluna de absorção. E o enunciado é para afirmar para a gente que entra na coluna C-1 um gás. Logo, confere com o que vimos sobre a coluna de absorção com carga gasosa.

Já para a coluna C-5, temos o condensador e o refervedor. Portanto, é uma coluna de destilação.

Já E-2 fica no topo da coluna e condensa todo o vapor que está subindo para retornar para a coluna. Comparando com a representação de coluna de destilação que vimos, o topo da coluna é o condensador.

Portanto, E-2 é um condensador.

Já E-5 fica no fundo da coluna e, portanto, referve todo o líquido está descendo. E-5 é o refervedor.

Portanto, a resposta é a letra c).

A alimentação é composta pelos compostos A,B,C,D,E. Os produtos mais leves (A,B,C) vão para o topo e os mais pesados (D,E) vão para o fundo. Logo, a separação é feita por diferença de volatilidade. Portanto, o agente é energia.

Com isso, as únicas opções que temos são : Evaporação, Flash Térmico, Destilação.

Sabemos que não é evaporação de acordo com a definição que vimos. E destilação também não pode ser, pois não há a presença de condensadores e/ou refervedores. Logo, esse processo é um Flash Térmico.