Cap 7 - Flash, Destilação, Adsorção e Esgotamento

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EQUILIBRIO DE FASES
Flash, Destilação, Adsorção e Esgotamento
1. Flash e Colunas de destilação
FLASH
O flash pode ser térmico ou mecânico. No flash térmico, há a mudança de temperatura, originada do dispositivo de adição e/ou de remoção de calor, que vai promover a separação. Já no flash mecânico, há uma válvula que vai causar pressão, e, assim, promover a separação.
DESTILAÇÃO
Destilação é o processo de separação que consiste em criar uma nova fase que coexiste na mesma temperatura e pressão com outra fase em estado físico diferente.
Funcionamento da Coluna
Considere uma carga liquida entrando na coluna. Ela irá descer junto do liquido que está vindo do topo da coluna.
Ao encontrar os pratos, ela irá interagir com o vapor que está subindo na coluna, e desta interação irá ocorrer a transferência de massa ente as correntes, separando os componentes que vão para o topo e para o fundo.
No fundo da coluna a parte do produto é coletado como produto de fundo. Parte do liquido (que não foi coletado) é vaporizado e reenviado à coluna.
Esse vapor, é o vapor que sobe na coluna e interage com o liquido que está descendo.
O vapor vai interagindo com o liquido pelos vários pratos da coluna até chegar ao topo.
No topo, este vapor é condensado, em um segundo trocador de calor uma parte do liquido volta para a coluna e desce até o fundo.
Em uma coluna de pratos, o liquido entra nos pratos horizontalmente e o vapor verticalmente.
2. Colunas de Absorção e Esgotamento
Colunas de absorção
Colunas de esgotamento
TEORIA??? não entra na disciplina, colocar só o funcionamento
3. Vasos de Flash
Um vaso de flash é o equipamento mais simples de separação por equilíbrio de fases.
É um vaso oco.
A separação se dá via adição ou remoção de calor, ou pelo aumento ou diminuição na pressão, podendo a carga ser líquida ou gasosa.
BANLANÇO MOLAR
Seja a carga com C componentes. F, V (gasosa) e L (liquida) são vazões molares.
	
	O balanço molar global:
	
	Balanço molar por componente:
	
	da alimentação
Temos as seguintes equações para composição das correntes:
 
Podemos também desenvolver a seguinte equação:
Há três casos:
Caso 1: 𝛽 = 0 (apenas fase líquida e uma bolha de vapor)
Afirma-se, de antemão que 𝛽 = 0, este caso ocorre no ponto de bolha, onde há apenas fase líquida e uma bolha de vapor.
Caso 2: 𝛽 = 1
Neste caso, o sistema está no ponto de orvalho, e há apenas fase vapor e uma gota de líquido.
Caso 3: 𝛽 ≠ 1 e 𝛽 ≠ 0
Usa-se então, o algoritmo de ponto de Bolha.
Explicado no áudio: Recording_99 em 1:00:00
Dimensionamento de um vaso de Flash
O vaso de flash é dimensionado com base no volume de líquido no seu interior e no tempo de residência. 
Em geral, assume-se algo em torno de 5 min, ou seja, o tempo necessário para se estabelecer o equilíbrio de fases.
Pode-se então fazer com que a fase líquida ocupe 50% do volume do vaso, de modo que:
o volume molar de liquido, vem do modelo termodinâmica.
É comum adotar uma relação de 3:1 para altura e diâmetro de vasos em geral.
Também podem ser usadas heurísticas para o dimensionamento.
Flash com Carga Térmica
O Flash também pode ter aquecimento, neste caso, é importante resolver o balanço de energia.
Balanço de energia:
Dividindo por F
O balanço de energia para o Flash é, então:
Para resolução deste problema, usamos o Teorema de Duhem, que diz:
Conhecidas as quantidades de todos os componentes, apenas 2 variáveis são necessárias para completa descrição do sistema.
Opções de cálculo:
(𝑷,𝑻)
(𝑷,𝜷)
(𝑻,𝜷)
(𝑸,𝑷)