O Trabalho de Flash
Por: Leonardo Zanon • 23/6/2021 • Trabalho acadêmico • 2.016 Palavras (9 Páginas) • 248 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
LEONARDO CAZETTA ZANON
TRABALHO 1 – TANQUE FLASH
CURITIBA 2020
TRABALHO 1 – TANQUE FLASH
Trabalho Acadêmico apresentado ao Prof. Dr. Marcos Rogério Mafra para avaliação parcial na disciplina de Termodinâmica Aplicada II (TQ 079) do Curso de Engenharia Química.
CURITIBA 2020
FIGURA 1 - FLUXOGRAMA DO PROCESSO 5
FIGURA 2 - ESTRUTURA MOLECULAR DO BENZENO E TOLUENO 6
FIGURA 3 - DADOS INSERIDOS E OBTIDOS NO PRIMEIRO FLASH (I) 7
FIGURA 4 - DADOS INSERIDOS E OBTIDOS NO SEGUNDO FLASH (I) 8
FIGURA 5 - DADOS OBTIDOS NA PRIMEIRA CORRENTE DE VAPOR (I) 8
FIGURA 6 - DADOS OBTIDOS NA SEGUNDA CORRENTE DE VAPOR (I) 9
FIGURA 7 - DIAGRAMA DO EQUILÍBRIO DE FASES NO TÓPICO I 10
FIGURA 8 - DADOS INSERIDOS E OBTIDOS NO PRIMEIRO FLASH (II) 11
FIGURA 9 - DADOS INSERIDOS E OBTIDOS NO SEGUNDO FLASH (II) 11
FIGURA 10 - DADOS OBTIDOS NA PRIMEIRA CORRENTE DE VAPOR (II) . 12 FIGURA 11 - DADOS OBTIDOS NA SEGUNDA CORRENTE DE VAPOR (II). 12 FIGURA 12 - DIAGRAMA DO EQUILÍBRIO DE FASES NO TÓPICO II 14
FIGURA 13 - DIAGRAMA COMPARANDO OS TÓPICOS I E II 14
FIGURA 14 - DIAGRAMA DO EQUILÍBRIO DE FASES NO TÓPICO III 15
- INTRODUÇÃO 5
- TÓPICO I 7
2. 1 Resultados 7
- 2 Discussão 9
- TÓPICO II 11
- 1 Resultados 11
- 2 Discussão 12
- TÓPICO III 15
- 1 Resultados 15
4. 2 Discussão 15
- CONCLUSÃO 17
- REFERÊNCIAS 18
INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem como objetivo estudar um processo físico- químico, em diferentes condições, que possui duas operações unitárias de vaso flash, nas quais será realizada uma separação entre as fases gás e líquido de uma mistura benzeno-tolueno, com uma composição molar de benzeno de 60%. A corrente líquida do primeiro flash alimenta a entrada do segundo e todo o processo se encontra a 1 atm de pressão.
A fim de realizar os cálculos envolvidos no sistema, será utilizada uma ferramenta de simulação chamada Industrial Integrated Simulation Environment (iiSE). Nela é possível adicionar as condições conhecidas do sistema e obter os valores finais desejados, porém se faz necessário escolher métodos de modelagem adequados para o processo. Na figura 1 é possível observar o fluxograma do problema proposto montado no programa em questão.
FIGURA 1 - FLUXOGRAMA DO PROCESSO
[pic 1]
Fonte: iiSE (2020).
A forma mais simples de se abordar o problema é considerando que a solução líquida e a fase gasosa em equilíbrio são ideais. Considerar um gás como sendo ideal significa dizer que suas moléculas não interagem entre sí – não há forças de atração nem repulsão – e que são pontuais – dimensões desprezíveis. Um gás real se aproxima da idealidade quando está a baixas pressões pois, dessa forma, suas moléculas estão mais afastadas e interagem pouco. E uma solução ideal é aquela em que as interações entre diferentes moléculas são consideradas iguais às interações entre moléculas do mesmo componente. Uma solução real se aproxima da idealidade quando seus componentes são similares em função química, tamanho e forma pois, assim, suas interações são semelhantes entre sí.
Essas duas abordagens de idealidade serão utilizadas na resolução deste trabalho. Essa decisão é justificada considerando a baixa pressão presente nos vasos flash (1 atm), o que torna os gases próximos do ideal. Além disso, o benzeno e tolueno possuem a mesma função química (hidrocarbonetos aromáticos) e semelhança em seus tamanhos e formas, como demonstrado pela figura 2.
FIGURA 2 - ESTRUTURA MOLECULAR DO BENZENO E TOLUENO
[pic 2]
Fonte: NIST (2020).
TÓPICO I
2. 1 Resultados
Seguindo as indicações citadas na introdução, o tópico I adiciona a condição dos vasos flash possuírem uma fração de corrente vaporizada de 45%. Os cálculos realizados pelo iiSE consideraram os gases como ideais e a solução líquida também, como explicado na introdução.
Nesse tópico foi requisitado a temperatura em que os dois vasos operam, além da composição das correntes gasosas de ambos. Dessa forma, seguem nas figuras 3, 4, 5 e 6 os dados inseridos e obtidos através do programa. As frações molares z estão apresentadas na ordem benzeno-tolueno, respectivamente.
FIGURA 3 - DADOS INSERIDOS E OBTIDOS NO PRIMEIRO FLASH (I)
[pic 3]
Fonte: iiSE (2020).
FIGURA 4 - DADOS INSERIDOS E OBTIDOS NO SEGUNDO FLASH (I)
[pic 4]
Fonte: iiSE (2020).
FIGURA 5 - DADOS OBTIDOS NA PRIMEIRA CORRENTE DE VAPOR (I)
[pic 5]
Fonte: iiSE (2020).
FIGURA 6 - DADOS OBTIDOS NA SEGUNDA CORRENTE DE VAPOR (I)
[pic 6]
Fonte: iiSE (2020).
2 Discussão
Sabe-se que o benzeno é mais volátil que o tolueno, e isso fica evidenciado na saída da corrente de vapor do primeiro flash, já que a composição do benzeno aumenta na fase gasosa – na entrada era de 60%, após a separação passou a ser de 71,21%. O mesmo ocorre no segundo flash, na sua entrada há 50,83% de benzeno e na saída da corrente gasosa há 62,5%. Dessa forma, percebe-se que o processo físico-químico estudado está separando o benzeno do tolueno pela fase vapor.
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