Material de Estudos Operaçoes Unitarias 3

Problema 1. (2,5 Pontos) Uma corrente gasosa composta por ar e acetona contém 0,015 mols de acetona por mol de mistura. Esta corrente é tratada com água pura numa torre de absorção empacotada. O gás efluente da coluna deve apresentar concentração de 0,00015 mol de acetona por mol de mistura. O fluxo superficial de ar livre é de acetona 6,1 0 kg/m²s e o da água alimentada 6,1 kg/m². s. Nas condições de operação, a curva de equilíbrio pode ser representada pela expressão: y = 1,75 x¸ onde y corresponde à fração molar de acetona no vapor em equilíbrio com a fração molar x no líquido. O coeficiente global de transferência para a absorção da acetona é KY = 0,06 kmol/m².s. Calcular: a) 1) a altura do recheio da coluna; b) 2) o engenheiro projetista está desconfiado de que a taxa de líquido apresentada não é suficiente para realizar a operação proposta, portanto, a taxa mínima de líquido (água) deve-rá ser calculada. 3 =TY_REGISTER nm. 303 i= Y2 Yi yi Meinco from. (do 3/8) Ar IMO AX = (1-73) MY 0,08 Hox - = dose 0,08 i 0133 IN 1*. Nog = {yi-v? (Y-y (x-x) *= (:/c) the. IZ vi_ [D_ L 226 Lo-li+ NJ2 Łж , [((//) = 2 x- 1 1 0,015 - 0,00015 = 0,015 - 0,015 1 30_5 [(Te- yi), Noy = = Nog = LC2 - x = Õ,0098 6. 93 289m 025200 0, Problema 2. (2,5 Pontos) O sistema de destilação fracionada representado pelo fluxograma abaixo foi projetado para separar 300 kmol/h de uma mistura binária contendo 1/4 de líquido e 3/4 de vapor. As composições molares da alimentação e dos produtos de topo e de fundo são respectivamente: 0,5 - 0,92 e 0,05. A razão de refluxo utilizada é 2,0 kmol por kmol de produto. Determine: a) Determine a produção dos destilados do topo e de fundo da coluna; b) Determine a vazão molar dos fluxos F1 e F2 da figura abaixo, identificando-os; c) Estime a quantidade de água requerida no condensador, considerando que a variação de temperaura da água seja no máximo 10°C. Sabe-se que a capacidade calorífica da água é 1,00 kcal/kg°C e que o calor de mudança de fase da corrente do topo equivale a 4580 kcal/kmol. D+ + B D + TF * F = XF + D + XB B 2 (C) (LB 300-0,97 +0,5 = 0,05 = 0,97D -305 =0,97D+35 - 0,05 D 135 = 0,92D R = *-9-,2,02io 0-9 L = F. = 1305;30846,814- 140, 2476,70 f4744 1052,5 155,19 153,39 BLi52)-1 5 135, 0,92 D 5 =296L3-4,6741 - D 15, 225 56 0,25 -368) Líquido saturado h = hL q = 1 L' = L + F V = V*\nVapor saturado h = hV q = 0 L' = L V' = V* + F\nLíquido parcialmente vaporizado bL< h < hV 0 < q <
L' = L + q . F V' = V* + (1 q ) F\nLíquido frio b = hL q > 1 L' = L + F V = V*\nVapor superaquecido b > hV q < 0 L' < L V > V*+ F\nxi = \frac{si}{1+ (ki-1)/F}\nyi= \frac{ki si}{1+ (ki-1 )Y/F}\n\sum^{n}_{i=1}
\frac{zi (I ki )}{1 + (k 1)Y/F}= 0\nlln \frac{L}{L0} = \int^{x2}_{x0}\frac{dx}{(y x)}\ny = k . x\nln \frac{hco}{L} = \frac{1}{k 1 ln \frac{x0}{x}_{2}}\n a12 = p^xH\n)p^xL_{2}\nFormulário Absoorção\nL'\frac{x2}{1 x2}\n1 x\n1 x\nG' L'\frac{y0 1}{y2 1 y}\nN0x \frac{y2dy}{y y}\nH0y = G\n kGaS\nz = H0 . Nxr\nZ = \frac{G}{kGaP}\nx\ndY{(Y Y)\nCurva de equilíbrio para sistemas diluídos\nForça propulsora média logarítmica\nNor = \frac{y0 1) x2}{\DeltayM}\n\DeltaYM= \frac{(y y,) (y y)\n1n [(yf yh )/(yh y,) ]}\nUtilizando a equação de Kremsar / Coulburn\nln\frac{[1 1]{y mx}}{{y0 1 Special}{z0 = Nor}}\n(noo 1 = Noc = A=JunG\nNúmero de estágios: Equacão de COLBURN\nM0= N\nFormulação de Kremsar/CoulBURN\nNor = A = J/mG\n1n \left[\frac{y, mx,}{1 A\nf;}\n1/1\nOnde: A- fator de absorção m inclinação da C.E./2 fundo / topo.