Operações Unitárias Aula 08

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Operações UnitáriasOperações Unitárias
Prof.: Esdras Passos
Conteúdo: Aula 08
Destilação
O processo de separação mais amplamente usado na
industria química é a destilação. Esta operação
unitária é também denominada fracionamento ou
destilação fracionada.
A separação dos constituintes está baseada nas
diferenças de volatilidade.
A destilação é uma operação que permite a
separação de misturas de líquidos em seus
componentes puros ou próximos da pureza, por meio
de evaporação e condensação dos componentes em
questão. Na destilação, portanto, pode-se afirmar
que o agente de separação é o calor, pois o vapor
formado tem composição diferente da mistura
original.
Conceitos Fundamentais
Volatilidade
A separação em uma coluna de destilação acontece
devido à volatilidade relativa de um componente com
relação ao outro. Geralmente, salvo raras exceções,
a fração mais volátil em uma mistura é aquela que
em estado puro possui maior pressão de vapor, ou
seja, tem maior tendência a evaporar.
Equilíbrio Liquido - Vapor
 Ocorre durante a vaporização de um líquido;
 Em recipiente fechado;
 Moléculas que deixam o líquido mesma
velocidade que moléculas condensam e
retornam ao líquido;
 Equilíbrio das fases;
 Princípio de separação na destilação;
 Representado em diagramas de fases a
pressão ou temperatura constante.
Exemplo:
Diagrama de equilíbrio líquido-vapor para mistura de 
Benzeno e Tolueno.
 Ponto de Bolha (Dew Point): Liquido está na 
iminência de se vaporizar (ultima gota de liquido ou 
primeira bolha de vapor).
 Ponto de Orvalho (Bubble Point): gás está na 
iminência de condensar (primeira gota de líquido).
T1 e T2: Temperatura de vaporização puras de 1 e 2 à 
pressão constante.
Princípio de Destilação
Tipos de Destilação:
Existem três métodos básicos para se efetuar uma 
separação de líquidos por destilação:
 Destilação em equilíbrio ou Flash;
 Destilação diferencial;
 Destilação Fracionada ou retificação.
Destilação Flash
Consiste na vaporização de uma fração definida da
corrente de alimentação, de maneira que o vapor
obtido no processo é separado e condensado, de
forma que fique em equilíbrio termodinâmico com o
líquido residual obtido.
Conceitos necessários:
LEIS DAS PRESSÕES PARCIAIS DE DALTON
1) Considerando que um misturador de Benzeno e Tolueno
contendo 40% em mols de Benzeno seja destilada em um Tambor
Flash operando a 300K em 50 mmHg. Se o fluxo molar da
alimentação for de 1000mol/h. Calcule os fluxos e as frações
molares nas saídas de líquido e de vapor.
Diagrama: Pressão X Composição:
Exercícios
2) Um destilador é utilizado para separar uma mistura
binária isotermicamente. A partida do equipamento é
realizada quando 10 kgmol de uma mistura contendo
“A” e “B” estão no sistema. A fração molar de “A”
inicialmente presente (fase líquida) é de 0,3. Se o
destilador é alimentado à uma taxa (fluxo molar) de 5
kgmol/h com 30% (base molar) de “A”, determinar o
tempo requerido para que a fração molar de “A” no
destilador seja 0,4.
3) Uma corrente de 100 mols por hora de uma mistura
contendo frações molares de 0,35 de tolueno e 0,65 de
benzeno é introduzida, continuamente e em regime
permanente, numa coluna de destilação. Duas
correntes são obtidas: a do topo, contendo uma fração
molar de 0,99 de benzeno, e a do fundo, por onde sai
5% do benzeno introduzido. Achar as vazões molares
das correntes de topo e do fundo e a composição da
corrente rica em tolueno (fundo).
3) Cont.