Projeto de Destilação Operações Unitárias 2 2024 2

yretificação xDR1 yq xfi e g m a1q Rmínimo xD yFyF xF Hv 230800 KJKg HL 185600 KJKg HD 97200 KJKg HB 650100 KJKg HF 186300 KJKg 1 Universidade Federal da Paraíba Centro de Tecnologia e Desenvolvimento Regional CTDR Departamento de Tecnologia Sucroalcooleira PROJETO DE DESTILAÇÃO OPERAÇÕES UNITÁRIAS II 20242 PROJETO 5 Para separação de componentes de uma solução líquida a destilação é destacada como a operação unitária mais tradicional das indústrias química e petroquímica MARTIN et al 2013 Uma exigência básica para a separação dos componentes em uma destilação é que a composição do vapor seja diferente do líquido com o qual está em equilíbrio Para projetar uma coluna de destilação é necessário determinar vazões e composições que permeiam o processo condições termodinâmicas composições das fases em cada estágio de separação portanto dimensione um sistema de destilação separando o binário ÉTER CICLOPENTANO admitindo que as vazões que permeiam a coluna de destilação contêm três frações mássicas componente mais volátil componente menos volátil e contaminantes esse se houver Ressalto que o destilado possui um percentual de recuperação do componente mais volátil de 871 conforme especificação do cliente e o resíduo deve corresponder a 910 da carga de alimentação para viabilizar o processo economicamente e operacionalmente O destilado da coluna de retificação corresponde a 7510 kgh Considere que no resíduo o percentual de recuperação da água é de 991 e os demais componentes devem ser quantificados A alimentação possui 94 do componente mais volátil e 11 do contaminante 1ª PARTE Utilizando os dados mencionados anteriormente dimensione a coluna de destilação Em seguida realize o balanço energético nas partes da coluna e dimensione a quantidade de calor do refervedor e do condensador necessária para o funcionamento efetivo da coluna de destilação considerando que as perdas térmicas foram estimadas em 15 do calor do condensador visando a economia de energia e a viabilidade econômica do funcionamento Avalie a transferência de calor no processo de destilação ressaltando os detalhes operacionais que devem ser observados para viabilizar o funcionamento e a qualidade do destilado 2ª PARTE Calcule as temperaturas de ebulição dos componentes do sistema de destilação ÉTER CICLOPENTANO e determine os intervalos das temperaturas nos estágios de separação referenciando 14 intervalos iniciando a partir da temperatura da substância mais volátil até a temperatura da substância menos volátil Profª Erika Santana Operações II 2 Determine as composições das fases líquida e vapor de acordo com as condições termodinâmicas 3ª PARTE Considerando que o sistema deve operar a uma pressão total equivalente a 87 kPa e a razão de refluxo deve ser calculada considerando o como sendo 12 do refluxo mínimo A composição do componente mais volátil na fase vapor na alimentação é aproximadamente 033 Durante o funcionamento da coluna a relação de equilíbrio líquido vapor é mantida em 048 O flegma entra na coluna de retificação com uma concentração de 48 do componente mais volátil 1 Em papel milimetrado construa o gráfico das curvas das fases líquido vapor a pressão constante utilizando os dados das composições calculadas Gráfico 1 2 Em papel milimetrado construa a linha do equilíbrio para o sistema ÉTER CICLOPENTANO utilizando as concentrações das fases líquida vapor de acordo com as condições termodinâmicas aplicadas Em seguida trace a curva das composições líquido vapor sob a linha do equilíbrio Gráfico 2 3 Utilizando o gráfico 2 trace as linhas de retificação e de esgotamento e determine quantos pratos teóricos deve ter a coluna de destilação em cada seção de funcionamento Identifique qual prato será ideal para realizar a alimentação 4 Determine o percentual do vapor produzido no topo que retorna à coluna como líquido do refluxo e como Tecnólogo Sucroalcooleiro avalie quais procedimentos são necessários para controlar o funcionamento desse sistema de destilação utilizando os balanços de massa e de energia nas partes da coluna de destilação Além disso utilizando os balanços de massa e de energia nas partes de retificação e de esgotamento na coluna de destilação demonstre as equações das linhas de operação e justifique a importância do dimensionamento das colunas utilizando esse princípio Em seguida realize uma avaliação operacional e técnica do funcionamento com relação ao projeto de SANDRYELLY da sua turma yretificação x D R1 yqxf legma 1q Rmínimox Dy F yFxF Hv 230800 KJKg HL 185600 KJKg HD 97200 KJKg HB 650100 KJKg HF 186300 KJKg Obs Os projetos são individuais e a entrega é no dia da prova 050525 Devem constar todos os cálculos feitos à mão com no mínimo 3 casas decimais feitos à mão e gráficos traçados em papel milimetrado anexo ao projeto Profª Erika Santana Operações II 3 Profª Erika Santana Operações II 4 000 005 010 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 075 080 085 090 095 100 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 Gráfico Equilíbrio Líquido Vapor Composição xA yA Temperatura K Profª Erika Santana Operações II 5 000 005 010 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 075 080 085 090 095 100 000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100 ÉTER CICLOPENTANO x y Profª Erika Santana Operações II