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AS OPERAÇÕES UNITÁRIAS III

Por:   •  11/5/2018  •  Trabalho acadêmico  •  2.270 Palavras (10 Páginas)  •  246 Visualizações

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI[pic 1]

CAMPUS ALTO PARAOPEBA - ENGENHARIA QUÍMICA

OPERAÇÕES UNITÁRIAS III

Prova 1: Grupo 2

Atividade realizada sob a orientação do Professor Henrique Tadeu Castro Cardias, apresentado à disciplina de Operações Unitárias III do curso de Engenharia Química da Universidade Federal de São João del-Rei.

Ana Paula S. Artur

Ícaro Rodrigues

Gabriel Garbini Tavares

Priscilla Perdigão Lana

Thayná Fonseca

Maurício Biggono

Ouro Branco

Abril 2018

Exercício 40: 

100 lbmol/h de 60% metanol em água a 30oC e 1 atm é separado por destilação em um destilado líquido contendo 98% de metanol e produto de fundo com 96% de água. Entalpia e dados de equilíbrio para a mistura a 1 atm são dados na Tabela 7.8 . A entalpia da corrente de alimentação é de 765Btu/lbmol.

[pic 2]

Resolução:

[pic 3]

  1. Traçar o diagrama entalpia composição com o auxílio da Tabela 7.8
  • Utilizou-se os seguintes dados, da Tabela 7.8,  para traçar as curvas de equilíbrio de vapor saturado e líquido saturado, no Matlab:

XM 

hv (Btu/lbmol)

hL (Btu/lbmol)

0

20,72

3,24

0,05

20,52

3,07

0,1

20,34

2,95

0,15

20,16

2,85

0,2

20

2,76

0,3

19,64

2,62

0,4

19,31

2,54

0,5

18,97

2,47

0,6

18,65

2,41

0,7

18,31

2,37

0,8

17,98

2,33

0,9

17,68

2,29

1

17,39

2,25

  • Utilizou-se os seguintes dados para traçar as tie lines, no Matlab:

%MeOH Líquido

%MeOH Vapor

Temperatura

0

0

100

2

13,4

96,4

4

23

93,5

6

30,4

91,2

8

36,5

89,3

10

41,8

87,7

15

51,7

84,4

20

57,9

81,7

30

66,5

78

40

72,9

75,3

50

77,9

73,1

60

82,5

71,2

70

87

69,3

80

91,5

67,6

90

95,8

66

95

97,9

65

100

100

64,5

Portanto, obteve-se o seguinte gráfico:

[pic 4]

  1. Planeje um procedimento para determinar, através do diagrama da letra (a), o número mínimo de estágios em equilíbrio para a condição de refluxo total.

Condição de Refluxo total: não há retirada de produto de topo nem de fundo. Todo o vapor retorna como líquido para a coluna, ou seja, o fluxo de vapor e de líquido possuem a mesma composição e são representados por vapor saturado e líquido saturado.

As retas de operação coincidem com a linha X=Y, logo as retas de operação são verticais em um diagrama entalpia composição.

Procedimento: Inicia-se com uma reta vertical partindo da composição molar do destilado (XD = 0,98), ligando-a da curva de líquido saturado até a de vapor saturado, pois estes possuem mesma composição. Em seguida traça-se uma paralela à “tie line” e continua o mesmo procedimento com as retas verticais até chegar à composição do produto de fundo (XB = 0,4). Encontra-se,portanto, o número mínimo de estágios.

Portanto, temos:

[pic 5] 

Gráfico 1: Número de estágios mínimos.

O número mínimo de estágios é determinado pelo número de tie lines usadas. Nesse caso foram utilizadas 6 tie lines, e portanto temos 6 estágios.

         

  1. Por que o número mínimo de estágios é independente da alimentação?

O número mínimo de estágios é independente da alimentação, isto porque na condição de refluxo total não há alimentação.

  1. Qual a temperatura do destilado no produto de fundo?

De acordo com o Gráfico 1 a temperatura do destilado no produto de fundo é de 93,5oC, pois é onde temos a tie line do último estágio

lista 2

Questão 5 : Uma mistura com 30% em mol de n-hexano, 32% em mol de n-heptano e 38 % em mol de n-octano é sujeita a uma destilação flash à pressão de 1,2 bar. Sabendo que 60% da alimentação são vaporizados determine:

...

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