Exerc 1 Prova 1

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Enunciado
	1) Recuperação de vapor de Benzeno de uma mistura de ar.
Uma corrente de ar residual de um processo químico flui numa taxa de 1,0 m³/s a 300K e 1 atm, contendo uma fração molar de benzeno de 7,4%. Deseja-se recuperar 85% do benzeno no gás por um processo em 3 etapas. Primeiro, o gás é purificado usando um oléo de lavagem não volátil para absorver os vapores de benzeno. Então, o óleo de lavagem do absorvedor é fracionado do benzeno por contato com vapor a 1 atm e 373 K. a mistura de benzeno e vapor saindo do fracionamento será então condensada. Devido a baixa solubilidade do benzeno na água, duas fases distintas serão formadas e a camada de benzeno será recuperada por decantação. A camada aquosa será purificada e retornada ao processo como água de alimentação do refervedor. O óleo saindo da coluna de fracionamento será resfriado a 300K e retornado ao absorvedor. O óleo de lavagem entrando no absorvedor contendo uma fração molar de benzeno de 0,0476; o óleo puro tem uma massa molar média de 198 g/mol. Será utilizado uma taxa de óleo equivalente a duas vezes a taxa de circulação mínima. Na coluna de fracionamento, uma taxa de vapor de 1,5 vezes a taxa mínima será usada. Calcule a taxa de circulação de óleo e a taxa de vapor necessário para a operação. Solução de óleo de lavagem e benzeno são ideais. A pressão de vapor do benzeno a 300 K é de 0,136 atm, e a 373K é 1,77 atm.
A linha de equilíbrio para o sistema óleo de lavagem/benzeno/ar é dada por:
 
Onde:
ybenzeno: mol de benzeno/mol do gás (ar+benzeno)
xbenzeno: mol de benzeno/mol do óleo (óleo+benzeno)
A linha de equilíbrio para o sistema óleo de lavagem/benzeno/vapor de água é dada por:
 
Onde:
ybenzeno: mol de benzeno/mol do vapor (vapor+benzeno)
xbenzeno: mol de benzeno/mol do óleo (óleo+benzeno)
Resolução
	óleo	ar	Móleo	198	g/mol
	L1	?	G2	?	L2	2x taxa de circulação mínima
	x1	0	y2	0.0111	ybenzeno = 0,136 xbenzeno
	P	1	atm
	óleo+benzeno	ar+benzeno	Psat	0.136	atm
	L2	?	G1	1	m³/s
	x2	0.0476	y1	0.074
	rec	0.85	dados
	P	1	atm	101.325	kPa
	T	300	K
	R	8.3145	kJ/(kmolK)
	V1	24.61732050333087	m³/kmol
	G1	4.0621805279932643E-2	kmol/s
	Gs	0.0376157917	kmol/s	Vazão do gás
	Y1	7.9913606911447096E-2
	Y2	1.1224592982101329E-2
	X2	4.99790004199916E-2
	Ls ope	2	Lsmin	linha de equilíbrio	passo	0.012
	yi	xi	Yi	Xi
	linha ope do Ls/gs min	0	0	0	0
	Yi	Xi	0.001632	0.012	0.0016346678	0.012145749
	0.011224593	0.0499790004	Y2,X2	0.003264	0.024	0.0032746886	0.0245901639
	0.0799136069	0.8360174664	Y1,X1	0.004896	0.036	0.0049200888	0.0373443983
	0.006528	0.048	0.0065708948	0.0504201681
	X1max	0.8360174664	0.00816	0.06	0.0082271334	0.0638297872
	0.009792	0.072	0.0098888314	0.0775862069
	Lsmin/Gs	0.0873863264	0.011424	0.084	0.0115560159	0.0917030568
	Lsmin	0.0032871058	0.013056	0.096	0.0132287141	0.1061946903
	Lsoperac	0.0065742117	kmol/s	0.014688	0.108	0.0149069533	0.1210762332
	Vazão do óleo	0.01632	0.12	0.0165907612	0.1363636364
	0.017952	0.132	0.0182801655	0.1520737327
	0.019584	0.144	0.0199751942	0.1682242991
	0.021216	0.156	0.0216758754	0.1848341232
	0.022848	0.168	0.0233822374	0.2019230769
	0.02448	0.18	0.0250943087	0.2195121951
	0.026112	0.192	0.026812118	0.2376237624
	0.027744	0.204	0.0285356943	0.256281407
	0.029376	0.216	0.0302650666	0.2755102041
	0.031008	0.228	0.0320002642	0.2953367876
	0.03264	0.24	0.0337413166	0.3157894737
	0.034272	0.252	0.0354882534	0.3368983957
	0.035904	0.264	0.0372411046	0.3586956522
	0.037536	0.276	0.0389999003	0.3812154696
	0.039168	0.288	0.0407646706	0.404494382
	0.0408	0.3	0.0425354462	0.4285714286
	0.042432	0.312	0.0443122577	0.4534883721
	0.044064	0.324	0.0460951361	0.4792899408
	0.045696	0.336	0.0478841124	0.5060240964
	0.047328	0.348	0.049679218	0.5337423313
	0.04896	0.36	0.0514804845	0.5625
	0.050592	0.372	0.0532879436	0.5923566879
	0.052224	0.384	0.0551016274	0.6233766234
	0.053856	0.396	0.056921568	0.6556291391
	0.055488	0.408	0.0587477978	0.6891891892
	0.05712	0.42	0.0605803496	0.724137931
	0.058752	0.432	0.0624192561	0.7605633803
	0.060384	0.444	0.0642645506	0.7985611511
	0.062016	0.456	0.0661162664	0.8382352941
	0.063648	0.468	0.067974437	0.8796992481
	0.06528	0.48	0.0698390962	0.9230769231
	0.066912	0.492	0.0717102781	0.968503937
Plan3