Exercícios Resolvidos Destilação: Isobutano-nPentano, Etanol-Água e Extração Acetona

Lista Exercicios OP3 8 Uma mistura de 45 mol de isobutano em npentano em uma condição que 40 mol da mistura é vapor e deve ser retificada em um destilado contendo 2 mol de npentano A pressão do sistema será de 308 kPa 304 at absoluta O refluxo é de líquido saturado Utilizando os dados abaixo construa um diagrama entalpiaconcentração baseado nos dados de entalpia do líquido a 68 F e determine o número mínimo de pratos requeridos para fazes esta separação Ademais calcule a quantidade de calor retirada no condensador Temperatura de ebulição a 308 kPa 304 atm abs isobutano 20 C 68 F npentano 739 C 165 F Calor de mistura desprezível Capacidade calorífica do isobutano líquido 0526 0725x103 T Btu lb ⁰F T R Capacidade calorífica do npentano líquido 0500 0643x 103 T Btu lb ⁰F T R Calor latente de vaporização no ponto de ebulição 308 kPa isobutano 141 Btu lb 328x105 Jkg npentano 131 Btu lb 34x105 Jkg Capacidade calorífica média do vapor do isobutano a 308 kPa 304 atm 276 Btu lbmol ⁰ F 115x105 J kmolK Capacidade calorífica média do vapor do npentano a 308 kPa 304 atm 31 Btu lbmol ⁰ F 1297x105 J KmolK 2 4536 kgh de uma mistura etanolágua contendo 50 em massa de cada um dos componentes é alimentada como líquido saturado em uma coluna de destilação que opera a 1013 kPa Desejase obter um destilado contendo 85 em massa de etanol e uma corrente de fundo contendo 3 em massa de etanol Uma razão de refluxo de 15 é empregada Com base no diagrama Hxy para o sistema e nos dados de equilíbrio diagrama yx calcule a As vazões de destilado e da corrente de fundo b O número de estágios teóricos necessários para realizar a operação c O estágio ideal da alimentação d Os requerimentos energéticos em kJh no condensador e no refervedor 8 Calcule o número de estágios necessários para reduzir a concentração de acetona A numa corrente de alimentação que possui 30massa de acetona A e 70 em massa de acetato de etila utilizando a configuração de extração contracorrente e com uma razão água solventealimentação de 15 O produto rafinado final deve conter 5 de acetona Calcule também a razão Águasolventealimentação máxima e mínima 10 1000 kilogramas por hora de uma mistura 45 acetonaágua deve ser extraída a 25⁰C em uma coluna em contra corrente com 112tricloroetano puro como solvente para obter um rafinado contendo 10massa de acetona Determine utilizando o diagrama triangular a razão mínima solventealimentação o número de estágios necessários quando se utiliza uma razão solventealimentação 15 superior a mínima as vazões e composições que deixam cada estágio Os dados de equilíbrio do sistema são fornecidos abaixo