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ENSAIO DE DESTILAÇÃO 
 Eduardo Hetzel¹, Jean F. Calisto¹, Liciani Putti​1​, Maria C. 
Stievem¹, Josiane M. de Mello² 
1 ​Alunos do ACEA/UNOCHAPECÓ 
 ² Professora ACEA/UNOCHAPECÓ 
Universidade Comunitária da Região de Chapecó 
 
 
 
Resumo 
 
A destilação é uma operação unitária baseada na transferência de massa, que visa separar os 
componentes de uma fase líquida através de sua vaporização parcial. Essa separação é baseada na 
diferença de volatilidade entre os componentes, realizando a separação do componente mais volátil 
e do menos volátil até que atinjam o equilíbrio líquido-vapor não sendo mais possível os separar. 
Neste artigo realizou-se um experimento de separação binária em uma coluna de destilação com 
recheio e a partir dos dados coletados experimentalmente foi possível determinar o número de 
pratos teóricos da coluna, sendo para o sistema com refluxo mínimo de 6 pratos e com refluxo 
máximo 5 pratos teórico. Encontrou-se também a altura equivalente a um prato teórico, sendo para 
refluxo mínimo 10,83 cm e para refluxo máximo 13 cm. 
 
 
1. Introdução 
 
Na destilação, também conhecida 
como destilação fracionada, a fase vapor entra 
em contato com a fase líquida ocorrendo a 
transferência de massa do líquido pela 
vaporização, e do vapor pela condensação. 
Em geral, o líquido e o vapor contêm os 
mesmos componentes, mas em quantidades 
diferentes (FOUST, 1982). 
O líquido encontra-se no seu ponto 
bolha e o vapor em equilíbrio no seu ponto de 
orvalho, e o resultado da destilação é o 
aumento da concentração do componente 
mais volátil no vapor, e do componente 
menos volátil no líquido (FOUST, 1982). 
O componente que possuir o ponto de 
ebulição menor irá se tornar vapor mais 
rapidamente, ou seja, será o composto mais 
volátil denominado destilado, e o com maior 
ponto de ebulição precisará ser aquecido por 
mais tempo para atingir a temperatura de 
ebulição, sendo assim o menos volátil 
denominado produto de fundo ou resíduo 
(SIVIERI, F. M.; TEIXEIRA, E. P. 2017). 
A destilação é muito utilizada na 
indústria química para separar componentes 
químicos em produtos purificados, tendo 
diversas aplicações nas indústrias de 
polímeros, alimentos, farmacêutica e 
combustíveis. Por isso, o engenheiro 
responsável deve examinar as propriedades 
químicas e físicas dos constituintes das 
misturas, a fim de caracterizar a volatilidade 
destas, pois quanto maior a diferença de 
volatilidade mais fácil é o processo de 
separação, e consequentemente, mais 
econômico (FOUST, 1982). 
A destilação pode ocorrer em colunas 
de recheio ou colunas de pratos, de acordo 
com cada processo e sua aplicação. Segundo 
Gomide (1980), nas colunas de pratos, a 
coluna possui em seu interior um certo 
número de pratos ou bandejas horizontais. A 
alimentação é feita em um ponto 
intermediário, e o líquido percorre a coluna 
descendo de um prato para o outro e o vapor 
sobe pela coluna borbulhando vigorosamente 
através do líquido. Ou seja, em cada um dos 
pratos há o estabelecimento de uma relação 
de equilíbrio líquido -vapor. 
Já nas colunas de recheio o líquido e o 
vapor percorrem a coluna passando através de 
um enchimento inerte cuja função é promover 
o contato entre as fases. (GOMIDE, 1980). Os 
principais requisitos desejáveis para os 
 
 
 
Simbologia 
D Vazão de destilado (mL/s) V Volume do picnômeto 
(mL) 
 
Q Vazão de vapor (mL/s) R Razão de refluxo 
L​0 Vazão do Refluxo (mL/s) H Altura da coluna (cm) 
ρ Densidade (g/mL) N Número de pratos 
m Massa da solução (g) AETP 
Altura equivalente de um prato 
teórico 
(cm) 
X Fração mássica ou molar Xf 
Fração do componente mais 
volátil na alimentação 
 
 
Xd 
 
Fração mássica ou molar do componente 
mais volátil no destilado (Etanol) 
 
 
Xb 
 
Fração mássica ou molar do 
componente mais volátil no 
produto de fundo 
 
 
Y​n+1 
Fração mássica ou molar do componente 
mais volátil na fase vapor 
 
 
Y​m+1 
 
Fração mássica ou molar do 
componente mais volátil na fase 
vapor 
 
 
 
 
Xn 
Fração mássica ou molar do componente 
mais volátil em qualquer ponto da linha de 
seção de retificação 
 
 
B 
 
Vazão do produto de fundo 
 
 
Xm 
Fração mássica ou molar do componente 
mais volátil em qualquer ponto da linha de 
seção de esgotamento 
 
 
f 
 
Vazão da alimentação 
 
 
 
recheios de colunas de destilação são: 
promover uma distribuição uniforme do gás e 
do líquido, possuir grande área superficial 
(para um maior contato entre as fases líquido 
e vapor) e ter uma estrutura aberta, 
porcionando uma baixa resistência para o 
fluxo de gás (SEADER e HENLEY, 2010). 
Na Figura 1, observa-se uma coluna 
de destilação fracionada, percebe-se que a 
mesma pode ser dividida em duas seções. A 
seção de retificação fica entre o prato de 
alimentação e o condensador, e nela acontece 
o enriquecimento do componente mais volátil. 
Já a seção de esgotamento normalmente é a 
parte entre o refervedor e o prato de 
alimentação, onde ocorre a extração do 
componente mais volátil (PIERO FILHO, 
2000). 
 
 
 
 
Figura 1. Sistema de destilação Fracionada. 
 
 
Fonte: Valleriote Nascimento, 2013 
. Um dos métodos mais utilizados para 
a determinação do número de estágios de 
separação, ou seja o número de pratos 
teóricos é o método do gráfico de 
McCabe-Thiele. Neste método a coluna opera 
 
em estado estacionário, com pressão 
constante e em equilíbrio líquido-vapor, 
(MALAVAZI, G. M.; MOTTA LIMA, O. C.; 
2014). 
Na Figura 2 apresenta um exemplo da 
aplicação do Método de McCabe-Thiele para 
a obtenção do número teórico de pratos para 
uma coluna de destilação para sistemas 
binários a pressão constante. 
 
Figura 2. Método McCabe-Thiele. 
 
Fonte: Mccabe-Thiele, 2001. 
Este método consiste em traçar a 
Linha de Operação da Seção de Retificação 
(LOSR), a Linha de Operação da Seção de 
Esgotamento (LOSE), e a Linha de Operação 
de Alimentação (LOA) em um diagrama de 
equilíbrio x-y, a fim de se encontrar o número 
de pratos teóricos para a coluna de destilação. 
A partir dos balanços de massa 
realizados na coluna de destilação pode-se 
obter as equações LOSR e LOSE conforme 
Equação (1) e (3), respectivamente: 
 
 (1). XY n + 1 = R
R+1 n + Xd
R+1 
 
Onde: 
 
 (2)R = D
Lo 
 
 (3).X .XY m+1 = Lm
L −Bm m − B
L −Bm b 
 
A equação da LOA é fornecida pela 
Equação (4): 
 
 (4)− xy = q
(1−q) + xf
(1−q) 
 
De acordo com Gomide (1980) As 
condições de alimentação que entra na coluna 
determina a relação (q) entre os fluxos 
molares de vapor e líquido nas seções de 
retificação e esgotamento. 
Na Figura 3 são apresentados os 
valores atribuídos a 𝑞 de acordo com a 
condição na seção de alimentação. 
 
Figura 3. Efeito das condições térmicas da linha q. 
 
Fonte: Seader e Henley, 2010, 
 
● Líquido frio-q > 1; 
● Líquido saturado- q = 1; 
● Parcialmente vapor 0 < q < 1; 
● Vapor saturado- q = 0; 
● Vapor superaquecido – q < 0. 
O objetivo do presente artigo é estudar 
o processo de destilação binária da mistura de 
água e etanol, em uma coluna de destilação 
com recheio e determinar o número de pratos 
teóricos, assim como a altura equivalente à 
um prato teórico (AETP). 
 
 
2. Metodologia 
 
O início do procedimento 
experimental deu-se com o abastecimentodo 
balão do refervedor, manta de aquecimento, 
com uma solução de etanol em água, 15% 
v/v; o balão foi abastecido em torno de ¾ do 
 
 
seu volume. No topo da coluna, encontra-se 
acoplado um condensador, no qual está 
conectado à um banho termostatizado que é 
imediatamente ligado no início do 
experimento. A vazão de refluxo foi coletada 
com a observação de volume condensado em 
coluna volumétrica, cronometrando o tempo 
dependendo da razão de refluxo estudada, a 
partir de um sistema de controle. Com auxílio 
de um microcomputador, e de software 
simuLAB, foi possível monitorar as 
temperaturas ao longo da coluna com 
termopares indicadores. Sendo assim, 
possível visualizar o comportamento da curva 
de temperatura, e coletou-se alíquotas de 
aproximadamente 12 ml, quando as mesmas 
encontravam-se em estado estacionário, sendo 
esta condição mantida para toda coleta de 
dados durante o experimento. A alíquota foi 
pesada a partir de picnômetro previamente 
calibrado, sendo possível obter a informação 
de densidade da mistura. 
A Figura 4 apresenta mostra o 
equipamento utilizado para o experimento de 
destilação. 
 
Figura 4. Equipamento de destilação. 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 
3. Resultados e discussão 
 
 
O experimento foi realizado em três 
condições de refluxo: refluxo zero, refluxo 
mínimo (1:2) e refluxo máximo (2:1). Com a 
ajuda do Software foram anotadas as 
temperaturas dos termopares, e com isso 
plotou-se uma curva de temperatura, como 
pode ser visto na Figura 5: 
 
Figura 5. Curva de temperatura em função dos 
termopares. 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 
A temperatura T1 é temperatura mais 
próxima do refervedor e T5 é temperatura 
mais próxima do condensador. Observando a 
Figura 5, conclui-se que quanto maior a 
distância do termopar em relação ao 
refervedor, menor é a temperatura; uma vez 
que o condensado entra em contato com o 
vapor e retira calor do mesmo, diminuindo a 
temperatura ao longo da coluna. 
Percebe-se também que na condição 
de refluxo máximo houve a maior diminuição 
da temperatura ao longo da coluna, pois 
quanto maior a razão de refluxo, maior é a 
vazão de destilado condensado que retorna 
para o sistema. 
A partir das alíquotas de destilado e 
do produto de fundo coletadas, foi possível 
encontrar as frações mássicas e, 
posteriormente, as frações molares do etanol. 
Na tabela 1 estão presentes os valores 
de fração molar do etanol no topo (destilado) 
e no fundo (produto de fundo) da coluna de 
destilação. 
 
Tabela 1. Fração molar do etanol. 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 
 
 
Os resultados obtidos são válidos, uma 
vez que a finalidade do processo de destilação 
é concentrar o componente mais volátil, que 
neste caso é o etanol, na corrente de destilado. 
Percebe-se também que o refluxo foi 
eficaz pois a fração de etanol aumenta 
conforme aumenta a taxa de refluxo. A 
fração de etanol no produto de fundo foi 
próxima de zero, o que mostra uma boa 
eficiência de separação da coluna de 
destilação. 
A vazão de destilado (D) foi 
encontrada dividindo-se o volume coletado 
pelo tempo necessária para a coleta. Sabe-se 
que no regime de refluxo zero, a vazão de 
vapor (V) é igual a vazão de destilado. Como 
não houveram alterações na temperatura e 
composição da mistura, a vazão de vapor fica 
a mesma em todos os regimes. 
Já a vazão de refluxo (Lo) foi 
calculada através da diferença entre na vazão 
de destilado no regime de refluxo 
mínimo/máximo e a vazão de destilado no 
regime sem refluxo. Com isso foi possível 
determinar a razão de refluxo real (R) , 
dividindo-se a vazão de refluxo pela vazão de 
destilado, em cada um dos regimes. Os 
valores de razão de refluxo real e ideal estão 
na Tabela 2, assim como o respectivo valor de 
erro entre eles. 
 
Tabela 2. Razão de refluxo real e ideal 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 
Encontrou-se uma grande diferença 
entre as razões de refluxo real e ideal da 
coluna o que pode ter sido ocasionado por 
erros de operação da coluna durante o 
experimento. 
Com os valores de razão de refluxo e 
as frações molares do etanol foi possível 
determinar o número de pratos teóricos 
através do método de McCabe-Thiele 
traçando as linhas da seção de retificação, 
alimentação e esgotamento como pode ser 
visto nas Figuras 6, 7 e 8. 
 
Figura 6. Número de pratos para o sistema 
sem refluxo. 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Podemos compreender de acordo com 
o método gráfico, que não é possível afirmar 
o número de pratos teóricos para o sistema já 
que as linhas LOSR e LOA não se tocam; 
uma possível causa para o óbice do estudo, é 
o fato de possíveis interferências 
experimentais ao longo da execução do 
procedimento, sendo possível sugerir para que 
o mesmo seja executado mais que uma vez, e 
os dados experimentais tratados 
estatisticamente, visto que há ponto 
azeotrópico entre os compostos utilizados. 
 
Figura 7. Número de pratos para o sistema com refluxo 
mínimo 
 
 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 
Sistemas com refluxo são utilizados 
com intuito de aumentar a eficiência da 
separação dos compostos, e neste estudo seria 
possível contemplar este efeito com a 
diminuição dos pratos nos sistemas com 
refluxo, em relação ao que não há refluxo. No 
caso de refluxo mínimo, pode-se entrever a 
eficiência da aplicação do método gráfico; 
sendo que o mesmo resulta em 6 pratos 
teóricos. 
 
Figura 8. Número de pratos para o sistema com refluxo 
máximo. 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Com o aumento do refluxo, há maior 
tempo de residência da mistura na coluna, 
então é possível entender que haverá melhor 
separação dos compostos, visto que a mistura 
volta à exposição dos fenômenos de 
transferência de calor e massa simultâneos 
aplicando seus respectivos efeitos. É possível 
visualizar essa ideia quando aplicamos o 
método e se obteve 5 pratos teóricos, porquê 
como explanado, a separação aumenta a 
eficiência com o aumento do refluxo, 
diminuindo a necessidade de número de 
pratos teóricos. 
 
Tabela 3. Número de pratos e AETP da coluna 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 
 
4. Conclusão 
 
 Através do experimento, foi possível 
assimilar os conceitos teóricos à lida prática 
para a associação de um processo de 
separação binária, destilação, com auxílio de 
uma coluna com recheio. Afim de se 
promover compreensão à possível vivência da 
engenharia cotidiana em processos 
industriais. 
É factível visualizar o comportamento 
da distribuição de calor, onde pelos 
termopares pode-se acompanhar que; quanto 
mais próximo ao refervedor (manta de 
aquecimento), maior a temperatura. 
A partir do dado de densidade 
coletado, podemos concluir que a separação 
binária existe, e que poderíamos ter dados 
mais precisos se compararmos o processo 
com uma destilação simples, analisando as 
amostras com técnicas mais sensíveis, afim de 
provar a eficiência da aplicabilidade da 
coluna de separação. 
 
 
5. Referências 
 
FOUST, A S. et al. Princípios das Operações 
Unitárias. 2. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 
1982. 
 
GOMIDE, R. Operações Unitárias: Operações 
de Transferência de Massa. São Paulo: 
 
 
Ed. Do Autor, 1980. 4 v. 
 
MALAVAZI, G. M.; MOTTA LIMA, O. C.; 
Método de MacCabe-Thilele determinaçãoda 
razão de refluxo no projeto e operação de 
colunas com saída lateral na seção de 
retificação. ​Disponível em: 
<​http://www.proceedings.blucher.com.br/artic
le-details/mtodo-mccabe-thiele-determinao-da
-razo-de-refluxo-no-projeto-e-operao-de-colu
nas-com-sada-lateral-na-seo-de-retificao-1107
1​>. Acesso em 21 fev. 2020. p. 1-3, ​In: . São 
Paulo: Blucher, 2014. 
 
MCCABE, Warren L.; SMITH, Julian C.; 
HARRIOTT, Peter. Unit operations of 
chemical engineering. 5. Ed. Nova York: 
McGraw Hill, 1993. 
 
PIERO FILHO, Adriano di. Uso da 
calculadora HP para resolução do cálculo de 
pratos teóricos de uma coluna de destilação. 
Disponível em: 
<​http://www.unimep.br/phpg/mostraacademic
a/anais/5mostra/1/543.pdf​>. Acesso em 01 
mar. 2020. 
 
SEADER, J. D.; HENLEY, E. J. Separation 
Process Principles. 3nd Editio ed. [s.l.] John 
Wiley & Sons, 2010. 
 
SIVIERI, F. M.; TEIXEIRA, E. P. Estimativa 
de um modelo dinâmico de uma coluna de 
destilação. ​Disponível em: 
<​https://repositorio.uniube.br/handle/1234567
89/884​>. p.2, 2017. Acesso em 01 mar. 2020. 
 
VALLERIOTE NASCIMENTO, A. J; 
Análise de modelos reduzidos de colunas de 
destilação para aplicações em tempo real. 
Disponível em: 
<​https://www.google.com/url?sa=i&url=http
%3A%2F%2Fportal.peq.coppe.ufrj.br%2Find
ex.php%2Fproducao-academica%2Fdissertac
oes-de-mestrado%2F2013-1%2F31-analise-d
e-modelos-reduzidos-de-colunas-de-destilaca
o-para-aplicacoes-em-tempo-real%2Ffile&psi
g=AOvVaw1dskuW8DT2rLQXEkB3RKHr&
ust=1583189026926000&source=images&cd
=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCMji-vis-ucCF
QAAAAAdAAAAABAD​>.Rio de janeiro: 
UFRJ. p.6, 2013. Acesso em 01 mar. 2020. 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXOS 
 
6. Memória de Cálculo 
 
● Calibração do picnômetro 
Para a calibração do picnômetro mediu-se uma determinada massa de água à temperatura de 
25°C. A densidade da água nessa temperatura é de aproximadamente 0,997 g/mL. 
Com isso determinou-se o volume do picnômetro pela equação abaixo. 
 
ρ = m
V 
V = ρ
m 
 
 
http://www.proceedings.blucher.com.br/article-details/mtodo-mccabe-thiele-determinao-da-razo-de-refluxo-no-projeto-e-operao-de-colunas-com-sada-lateral-na-seo-de-retificao-11071
http://www.proceedings.blucher.com.br/article-details/mtodo-mccabe-thiele-determinao-da-razo-de-refluxo-no-projeto-e-operao-de-colunas-com-sada-lateral-na-seo-de-retificao-11071
http://www.proceedings.blucher.com.br/article-details/mtodo-mccabe-thiele-determinao-da-razo-de-refluxo-no-projeto-e-operao-de-colunas-com-sada-lateral-na-seo-de-retificao-11071
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http://www.unimep.br/phpg/mostraacademica/anais/5mostra/1/543.pdf
http://www.unimep.br/phpg/mostraacademica/anais/5mostra/1/543.pdf
https://repositorio.uniube.br/handle/123456789/884
https://repositorio.uniube.br/handle/123456789/884
http://portal.peq.coppe.ufrj.br/index.php/producao-academica/dissertacoes-de-mestrado/2013-1/31-analise-de-modelos-reduzidos-de-colunas-de-destilacao-para-aplicacoes-em-tempo-real/file
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V = 11,5054 g
0,997 g.mL−1 
1, 4 mLV = 1 5 
 
● Vazão de destilado (D) 
A vazão de destilado foi encontrada através da razão entre volume coletado e seu tempo de 
coleta. 
D = t
V 
D = 296 s
28 mL 
, 9459 mL.sD = 0 0 −1 
● Vazão de vapor (Q) 
Por tratar-se de refluxo zero, assume-se que toda a vazão de vapor é condensado e sai como 
destilado, logo: 
 Q = D 
, 9459 mL.sQ = 0 0 −1 
 
Como não houveram alterações na temperatura e composição da mistura, a vazão de vapor 
fica a mesma em todos os regimes. 
 
● Densidade de topo e de fundo 
Para a densidade das correntes de topo e de fundo primeiramente descontou-se da massa da 
amostra coletada, a massa do picnômetro vazio e então dividiu-se a massa encontrada pelo volume 
do picnômetro. 
ρ = m
V 
ρ = 11,54 mL
(30,3368−20,9602)g 
, 12 g. mLρ = 0 8 −1 
 
● Vazão de refluxo (Lo) 
Para o cálculo da vazão de refluxo desconta-se a vazão de destilado da vazão de vapor. 
Como a vazão de vapor é igual a vazão de destilado no refluxo zero, a vazão de refluxo (Lo) foi 
 
 
calculada através da diferença entre na vazão de destilado no regime de refluxo mínimo/máximo e a 
vazão de destilado no regime sem refluxo. 
zeroQ = D 
zeroL0 = D − D 
L0 = Q − D 
, 9459 , 1951L0 = 0 0 − 0 0 
, 7508 mL/sL0 = 0 0 
 
● Razão de refluxo (R) 
A razão de refluxo real é encontrada dividindo-se a vazão de refluxo pela vazão de destilado, 
em cada um dos regimes. 
realR = D
L0 
realR = 0,01951
0,07508 
real , 6R = 0 5 
 
● Fração mássica de etanol (x) 
. x . xρmistura = ρágua água + ρetanol etanol 
 . (1 )ρmistura = ρágua − xetanol. + ρetanol * xetanol 
 
Isolando a fração mássica: 
xetanol = ρ −ρetanol água
ρ −ρmistura água 
xetanol = 0,785−0,997
0,812−0,997 
, 701xetanol = 0 8 
 
● Fração molar de etanol (X) 
Xetanol molar =
( )P Metanol
Xetanol mássico
 + P Metanol
xeanolt mássico
P Mágua
xágua mássico 
 
Xetanol molar =
( )46
0,8701
 + 46
0,8701
18
(1−0,8701) 
 
 
 
, 239Xetanol molar = 0 7 
 
 
● Cálculo das Linhas de Operação 
A linha de operação da seção de retificação (LOSR) é encontrada a partir da seguinte 
equação: 
 
yn+1 = R
R+1 * x + xD
R+1 
 
Para razão de refluxo zero tem-se: 
 
x , 239yn+1 = 0 + 0 7 
 
A linha da seção de alimentação (LOA) não precisou ser calculada pois considerou-se a 
alimentação como vapor saturado, sendo assim, a quantidade de líquido (q) é igual à zero, e, neste 
caso a reta é paralela ao eixo x 
Já a linha da seção de esgotamento é a união da fração molar de etanol no fundo (Xb) e do 
ponto de encontro das linhas da seção de alimentação e retificação. 
 
● Cálculo da AEPT 
O cálculo da AEPT dá-se a partir da razão entre a altura da coluna, que éde 65 cm, e o 
número de pratos teóricos. Para refluxo mínimo tem-se: 
EP TA = N
H 
EP TA = 6
65 
ET P 10, 3 cmA = 8