Lista Exercícios OP3 1) Calcule a composição do vapor e do líquido em equilíbrio a 95 ° C para a mistura tolueno-benzeno usando a Tabela 1 de pressão de vapor a 101,32 kPa. Leia esta mesma informação no diagrama da Figura 1. 2) Utilizando os dados da Tabela 1, calcule a volatilidade relativa para a mistura tolueno-benzeno a 85 °C e 105 °C. 3) Para a mistura benzeno-tolueno utilize a Tabela 1 e a Figura 1, e determine: a) A 105 °C, yA e xA utilizando a Lei de Raoult; b) Uma mistura com composição de x A = 0,40 é submetida a 85 °C e 101,32 kPa, entrará em ebulição? Caso contrário, qual será a temperatura de ebulição e qual será a composição do vapor no ponto de orvalho (composição do vapor em equilíbrio com o líquido)? 4) 100 kgmol/h de vapor em equilíbrio (ponto de orvalho) a 101,32 kPa contendo 0,40 (em fração molar) de benzeno (A) e 0,60 de tolueno (B) é colocado em contato com 110 kgmol/h de líquido em equilíbrio (ponto de bolha) que contém 0,30 (em fração molar) de benzeno (A) e 0,70 de tolueno (B). Essas duas correntes de entrada são colocadas em contato em um único estágio gerando duas novas correntes. Considere constantes as vazões molares totais de líquido e de vapor (Constant molar overflow). overflow). Pelo balanço de massa no estágio, calcule as composições das correntes de saída utilizando a Figura 2. Tabela 1. Pressão de vapor e composições de equilíbrio para o sistema benzeno-tolueno. Pressão de Vapor Temperatura Benzeno Tolueno Fração molar de benzeno a 101,325 kPa k °C kPa mmHg kPa mmHg xA yA 353,3 80,1 101,32 760 1,000 1,000 358,2 85 116,9 877 46,0 345 0,780 0,900 363,2 90 135,5 1016 54,0 405 0,581 0,777 368,2 95 155,7 1168 63,3 475 0,411 0,632 373,2 100 179,2 1344 74,3 557 0,258 0,456 378,2 105 204,2 1532 86,0 645 0,130 0,261 383,8 110,6 240,0 1800 101,32 760 0 0
Figura 2. Diagrama x-y Benzeno (A) – Tolueno (B) a 101,325 kPa
5) Uma coluna de destilação é alimentada com 100 kg-mol/h de uma mistura etanol(A) - água(B) no estado de VAPOR SATURADO. Sabendo-se que as correntes que saem (D e W) são de líquidos saturados e que 95% do álcool presente na alimentação F deve ir para a corrente D. A coluna opera a 1 atm. Curvas de equilíbrio são fornecidos em anexo. Dados: xF=0,4 e xD=0,8 (fração molar), pede-se: a) correntes W e D e composição de etanol na corrente W. b) razão mínima de refluxo. c) utilizando R = 1,5 R min, qual será o número de estágios ideais?
d) em que estágio deve ser introduzida a alimentação F?
6) Você deve projetar uma coluna para destilar 200 kg-mol/h de uma mistura etanol(A) - água(B) com concentração
alimentação é vapor saturado que é 48 %(molar) metanol, com F = 1000 kgmol/h. Um refervedor total é utilizado, que produz vapor saturado. Deseja-se um produto de topo com 92% metanol (molar) e fundo com 4% (molar) metanol. Assumir contrafluxo equimolar. Dados de equilíbrio são dados na tabela abaixo. Encontrar: a) O número total de estágios de equilíbrio. b) O valor de VW/W.
