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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS OPERAÇÕES UNITÁRIAS III - LISTA 2 Av. João Naves de Ávila, 2121 – Campus Santa Mônica – Bloco 1K –CEP: 38408-144 – Uberlândia – MG – Brasil - Tel.: 34 3230-9401 a 3230-9408 Av. Getúlio Vargas, 230 – Campus Patos de Minas – Palácio de Cristal - CEP: 38700-128 - Tel.: 34 3823-1917 ou 34 3821-0588 www.feq.ufu.br – e-mail: secdireq@feq.ufu.br FEQUI 1) Uma mistura à 200 mol/h de líquido à temperatura de ebulição, com 42 % molar de um componente A, é submetida a um processo de fracionamento numa coluna de pratos operando à 101,32 kPa. Deve-se produzir um destilado com com 97 % molar de A e um produto de fundo com 1,1 % molar de A. A razão de refluxo é de refluxo com líquido saturado é de 2,5:1. Estima-se, neste caso, que a eficiência de Murphree para os pratos é de 55 %. Determine o número real de estágios/pratos necessários para a separação. Encontrar também a eficiência global. Os Dados de equilíbrio para o sistema binário é dado a seguir, em que x e y são as frações molares de A. Tabela 1: Dados de equilíbrio para A-B à 101,32 kPa 2) Uma planta química deve separar uma mistura com 75 % molar de metanol e 25 % molar de água. O destilado deve conter 99,99 % molar de metanol e o produto de fundo de 0,002 %, ou seja, produtos de elevada pureza. A alimentação é constituída de líquido frio ou sub-resfriado, de tal forma que cada mol da corrente de alimentação, 0,15 mols de vapor saturado ascendente é condensado no prato de alimentação. A razão de refluxo no topo da coluna é de 1,4, e o refluxo é constituído de líquido saturado. calcule: a) o número mínimo de estágios; b) o refluxo mínimo. Tabela 2: Dados de equilíbrio para mistura metanol-água à 101,32 kPa 3) Seja o exercício de absorção de acetona por um óleo (resolvido em sala de aula): determine o número estágios ideais necessários para absorver 97% de acetona, considerando que óleo não volátil entra no topo da coluna com 0,005 (fração molar) de acetona. As demais condições operacionais permanecem inalteradas. 4) Deseja-se utilizar uma unidade simples de destilação de separação por vaporização (apenas um estágio de equilíbrio) para separar metanol e água. A carga inicial de 50 mols da mistura contém 80 % (molar) de metanol. Deseja-se produzir um destilado com composição média produzir um destilado com composição média de 89,2 % (molar) de metanol. Encontrar a quantidade de destilado recolhida, a quantidade de líquido residual, a composição do líquido residual. A separação é feita a 1,0 atm e os dados de equilíbrio encontram-se na Tabela 3. Tabela 3: Dados de equilíbrio para mistura metanol-água à 101,32 kPa X 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 y 0,417 0,579 0,699 0,729 0,780 0,825 0,871 0,915 0,959 1,000 5)
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