Lista 6 - Operações Unitárias 2 - 2023-2

2023-2 1 EQE482 – Operações Unitárias II Ingrid Azevedo Lista 6 01. Faça o diagrama em base ternária e o diagrama em base isenta de solvente (diagrama de Janecke) para o sistema propano (solvente) - ácido oléico (rafinado) – óleo de algodão (soluto), a 98,50C e 625 psia.Em cada diagrama determine a composição das duas fases presentes na mistura cuja composição global é em % molar: zc=0,25 e zs=0,50 Dados Experimentais do Sistema: Propano – Ácido Oléico – Óleo de Algodão Curva Extrato (%molar) Curva Rafinado (%molar) yc ys xc xs 0 0,970 0 0,360 0,025 0,955 0,050 0,365 0,050 0,945 0,100 0,380 0,075 0,925 0,150 0,400 0,200 0,410 0,250 0,430 0,300 0,440 0,350 0,460 0,365 0,500 0,450 0,550 Dados da Curva de Distribuição: xc yc xs ys 0,10 0,01 0,38 0,965 0,175 0,02 0,41 0,960 0,230 0,03 0,42 0,950 0,325 0,05 0,45 0,935 0,365 0,06 0,47 0,925 0,410 0,07 0,53 0,920 02. O dioxano presente em 4536 kg/h de uma solução aquosa com 25% em massa de dioxano deve ser extraído com 6804 kg/h de benzeno puro a 25 0C. Admita que o benzeno e a água são insolúveis. Para selecionar o método para a extração mais eficiente, estude analiticamente o efeito do número de estágios de equilíbrio e a respectiva disposição, determinando a porcentagem de dioxano extraída pelo benzeno, quando a extração é realizada das seguintes maneiras: i. Um estágio de equilíbrio. ii.Dois estágios de equilíbrio com as correntes de alimentação e do solvente: (a) Corrente cruzada, usando metade do solvente em cada estágio. (b) Em contracorrente. Dados de Equilíbrio líquido – líquido a 250C e 1 atm. 𝑲𝑫 = 𝒀(𝒇𝒂𝒔𝒆 𝒐𝒓𝒈â𝒏𝒊𝒄𝒂) 𝑿(𝒇𝒂𝒔𝒆 𝒂𝒒𝒖𝒐𝒔𝒂) = 𝟏, 𝟐 2023-2 2 03. 1000 lbmol/h de uma solução 40% molar de ácido acético em água é misturada com 1000 lbmol/h de éter isopropílico puro a 25°C. As duas fases resultantes são separadas e a solução aquosa é misturada novamente com 1000 lbmol/h de éter isopropílico. Duas novas fases resultam do processo. (a) Que porcentagem de ácido acético da carga inicial permanece na fase aquosa após o segundo estágio? (b) Para as mesmas condições do item (a), isto é, de rafinado final e mesma relação solvente/carga e escoamento em contra corrente, qual seria a composição da fase extrato final e quantos estágios seriam necessários? Dados de Equilíbrio a 25 0C e 1 atm.(% molar): Dados da Curva Binodal (% molar): Fase Orgânica Fase aquosa Álcool Éter H2O Álcool Éter H2O Álcool Éter H2O 45.37 29.70 24.93 2,4 96,7 0,9 8,1 1,8 90,1 44.55 22.45 33.00 3,2 95,7 1,1 8,6 1,8 89,6 39.57 13.42 47.01 5,0 93,6 1,4 10,2 1,5 88,3 36.23 9.66 54.11 9.3 88.6 2.1 11.7 1.6 86.7 24.74 2.74 72.52 24.9 69.4 5.7 17.5 1.9 80.6 21.33 2.06 76.61 38.0 50.2 11.8 21.7 2.3 76.0 0 0.6 99.4 45.2 33.6 21.2 26.8 3.4 69.8 0 99.5 0.5 04. A água(S) é usada como solvente para separar a acetona (C) do clorofórmio (A) em uma coluna de extração em contra corrente. A carga F, 1000 lbmol/h, contém quantidades iguais de acetona e clorofórmio. O solvente é água pura. A coluna operará a temperatura ambiente (250C) e a razão de solvente/carga (S/F) é 1,565. Calcular as taxas e composições dos produtos, sabendo-se que a coluna tem 8 estágios de equilíbrio. Dados: Linhas de Amarração e dados de solubilidade (% molar) do sistema Acetona(C), Clorofórmio (A) e água(S) a 25°C. Camada Extrato Camada Rafinado Yc YA YS XC XA XS 0,030 0,010 0,960 0,090 0,900 0,010 0,083 0,012 0,905 0,237 0,750 0,013 0,135 0,015 0,850 0,320 0,664 0,016 0,174 0,016 0,810 0,380 0,600 0,020 0,221 0,018 0,761 0,425 0,550 0,025 0,319 0,021 0,660 0,505 0,450 0,045 0,445 0,045 0,510 0,570 0,350 0,080 Dados da Curva de Solubilidade acetona clorofórmio água 0,573 0,354 0,073 0,605 0,285 0,110 0,600 0,220 0,180 0,592 0,178 0,230 0,585 0,145 0,270 0,566 0,110 0,324 0,556 0,100 0,344 0,540 0,086 0,374 0,532 0,080 0,388 0,516 0,070 0,414 0,490 0,056 0,454 2023-2 3 05. Metilciclohexano deve ser extraído de uma solução com n-heptano usando anilina como solvente. Deverá ser usado um sistema com refluxo da fase extrato. A carga tem vazão de 500 com teor de n- heptano de 45% e de metilciclohexano de 55% ambas em peso. O rafinado com teor de 16% de metilciclohexano é desejado. O solvente recuperado no equipamento de recuperação de solvente tem composição de metilciclohexano de 2% e de n-heptano de 1%. O solvente é puro e o produto extrato contém 80% de metilciclohexano e 18% de n-heptano. A razão de refluxo da fase extrato é 14,89. Determine os pontos diferença (vazão e composição). Dados de Equilíbrio do Sistema Metilciclohexano, n-Heptano e Anilina. MCH nC7 MCH nC7 Fase Rafinado Fase Extrato 0.0 92.6 0.0 6.2 9.2 83.1 0.8 6.0 18.6 73.4 2.7 5.3 22.0 69.8 3.0 5.1 33.8 57.6 4.6 4.5 40.9 50.4 6.0 4.0 46.0 45.0 7.4 3.6 59.0 30.7 9.2 2.8 67.2 22.8 11.3 2.1 71.6 18.2 12.7 1.6 73.6 16.0 13.1 1.4 83.3 5.4 15.6 0.6 8.1 0.0 16.9 0.0