Uma unidade de destilação consiste em um refervedor parcial, uma coluna com pratos com borbulhadores e um condensador total. A carga é uma mistura líquida saturada com 50% molar de benzeno em tolueno, que entra no seu prato ótimo. A coluna produz um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 95% de tolueno. Calcule para a operação da coluna a :
- A Razão de Refluxo mínima
- O número de estágios mínimos para a separação.
Dados de Equilíbrio do Sistema Benzeno – Tolueno a
Passo 1
A primeira coisa que a questão pede para a gente calcular é a razão de refluxo mínima, mas, para isso, precisamos plotar o equilíbrio benzeno e tolueno.
Lembrete: Sempre que for traçar esse gráfico, faça junto a reta da diagonal ( em laranja).
Passo 2
O próximo passo será marcar o produto de topo e a reta , que é vertical para líquidos, para podermos achar a . Com isso, vamos traçar uma reta partindo do produto de topo e forçando pinch com a nossa reta .
Passo 3
Fazendo a leitura no gráfico da interseção com o eixo y, vemos que o valor encontrado é aproximadamente . Além disso, sabemos a equação dessa reta, que é:
Portanto, como o coeficiente linear é e o , podemos calcular a .
Passo 4
Agora a segunda coisa que precisamos fazer é calcular o número de estágios mínimos! O número de estágios mínimos é obtido quando estamos na razão de refluxo total.
E agora precisamos apenas contar o número de estágios que temos lá. Para contar, basta ver o número de vezes que os degraus encostam na curva de equilíbrio. E a resposta é um total de 10 vezes! Portanto, temos 10 estágios.
Resposta
- 10 estágios