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Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Contato: simonemedeiros@usp.br Destilação Diferencial Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Destilação Diferencial Seja a destilação de uma mistura binária composta pelos componentes A e B: F L V Processo que depende de t (tempo): Balanço de Massa: L,V, variam com t xA xB yA yB, Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Destilação Diferencial Operações Unitárias III Condições simplificadoras: 1) Em t =0 2) Em t =tf Balanço de massa para o componente mais volátil: Mols no destilador no instante Mols no destilador no instante Mols vaporizados entre t=0 t=tf t=0 e t=tf Para cada dL vaporizados, sobram L-dL, com composição xA-dxA Destilação Diferencial Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Operações Unitárias III ou: Equação de Rayleigh Invertendo os limites: Equação da curva de equilíbrio: Uma mistura benzeno-tolueno de composição com 40% em mol de benzeno é submetida a uma destilação diferencial até que 65% dos moles iniciais sejam destilados. Determinar: a) A composição do benzeno no balão; b) A concentração do benzeno no destilado. Dados: Solução: a) A composição do benzeno no balão; Substituindo, temos: Logo: Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Operações Unitárias III b) A concentração do benzeno no destilado. Logo: Substituindo, temos: Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros x y 0,4 0,75 4,5 0,3 0,68 4,95 0,2 0,60 5,62 0,1 0,40 7,33 Uma mistura contendo 40% de metanol e 60% de água será submetida a destilação diferencial a 1 atm. Partindo de 150 mol de solução e dado o diagrama temperatura e composição, determine a quantidade e a composição no destilado e no resíduo (fração molar), considerando que a composição de água no resíduo não deverá ultrapassar 90% molar. Considere que a volatilidade não seja constante e utilize um passo de 0,1 no valor da fração molar do metanol na fase líquida para integração necessária. Solução 1: Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Operações Unitárias III V = 84,45 mol Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Operações Unitárias III L = 65,55 mol F = L + V 150 = 65,55 + V Do balanço de massa: Logo: Solução 2: Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros Operações Unitárias III x 0,4 0,3 0,2 0,1 y 0,75 0,68 0,60 0,40 1/(y-x) 2,86 2,63 2,50 3,33 A2 = 0,26 A3 = 0,29> > > A1 = 0,28 Regra dos trapézios Profᵃ. Drᵃ. Simone de Fátima Medeiros L = 65,50 mol V = 150 – 65,50 = 84,50 mol Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11