Prova Final - Operações Unitárias C 2021 2

2. (3 pontos) Em uma indústria química, foi levantada a necessidade de absorver 90% da acetona de uma corrente de ar contendo 1 mol% de acetona em uma operação em contracorrente. O gás total alimentado na coluna apresenta uma vazão de 30 kmol/h e a vazão de água disponível para limpeza é de 90 kmol/h. O processo pode ocorrer de modo isotérmico a 300 K e a uma pressão total de 101,3 kPa, sobre essas condições, a relação de equilíbrio para a acetona é y = 2,53x. Qual o número de estágios necessário para essa operação? 1. (5 pontos) Uma torre de enriquecimento é alimentada com 100 𝑘𝑔𝑚𝑜𝑙/ℎ de uma alimentação de vapor saturado contendo 40% 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑛𝑧𝑒𝑛𝑜 e 60% 𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑜 a 101,32 𝑘𝑃𝑎 . O destilado deve conter 90% 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑛𝑧𝑒𝑛𝑜 e a proporção de refluxo é fixada em 4. Baseado nisso, responda: a. Quais são os valores em 𝑘𝑔𝑚𝑜𝑙/ℎ de destilado 𝐷 e 𝑊 de fundos e suas composições. b. O número de pratos teóricos necessários. c. Como poderia determinar o refluxo mínimo para essa operação? d. Como poderia determinar o número de pratos mínimo? e. Você pode empregar o método de McCabe-Thiele para essa operação? Justifique sua resposta. Os dados de equilíbrio para esse problema encontram-se na tabela abaixo. 3. (2 pontos) Uma determinada corrente de 100 kg · h–1 é composta por um óleo vegetal com 10 g/100 g de ácidos graxos livres (fração mássica xAF=0,10) e misturada com 100 kg · h–1 de etanol puro no primeiro estágio de um extrator de correntes cruzadas, como esquematizado na figura que se segue. As correntes que entram em cada estágio n são misturadas, originando duas correntes que deixam o extrator em situação de equilíbrio. A partir do estágio 2, o rafinado é sucessivamente colocado em contato com solvente puro e a vazão de solvente alimentado a cada estágio é igual à vazão de rafinado alimentado no mesmo estágio. Determine o número de estágios de contato necessários para se obter uma corrente de rafinado com composição em ácidos graxos livres igual, no máximo, a 0,005 (expressa em fração mássica). Observação: subíndice A refere-se aos ácidos graxos e o subíndice C ao etanol.