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06/05/2018 1 DESTILAÇÃO PROF. MARIANA MACHADO Seropédica -2018 DESTILAÇÃO 06/05/2018 2 DIFERENÇA ENTRE EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO E DESTILAÇÃO Volatilidades próximas Misturas aquosas RELAÇÕES DE EQUILÍBRIO Diagrama de equilíbrio binário A e B Representação do componente mais volátil • Destilação baseada no mecanismo do Equilíbrio Líquido/Vapor. • Quando fornecemos calor a uma mistura líquida, promovendo a sua vaporização parcial, estabelece-se um equilíbrio entre as fases líquido e vapor, as quais possuem composição diferente. 06/05/2018 3 LEI DE RAOULT DE DALTON Uma solução ideal segue a Lei de Raoult, para mistura binária em um sistema com temperatura fixa: Se a fase vapor também é ideal, a relação da Lei de Dalton é válida: Sendo assim, as pressões parciais calculadas pela Lei de Raoult e pela Lei de Dalton podem ser igualadas: 𝑃𝐴 ∗ = 𝑃𝐴𝑥𝐴 𝑃𝐴 ∗ = 𝑃𝑥𝐴 𝑃𝐴𝑥𝐴 = 𝑃𝑥𝐴 LEI DE RAOULT DE DALTON Pressão total é a soma das pressões parciais: 𝑃𝐴 ∗ + 𝑃𝐵 ∗ = 𝑃 𝑃𝐴𝑥𝐴 + 𝑃𝐵𝑥𝐵 = 𝑃 𝑦𝐴 = 𝑃𝐴 ∗ 𝑃 = 𝑃𝐴𝑥𝐴 𝑃 Montar Diagrama e Tabela de equilíbrio binário 06/05/2018 4 Diagrama de equilíbrio binário REPRESENTAÇÃO MAIS COMUM 06/05/2018 5 𝛼𝐴𝐵 = ൗ 𝑦𝐴 𝑥𝐴 ൗ 𝑦𝐵 𝑥𝐵 = 𝑃𝐴 𝑃𝐵 DESTILAÇÃO 3 correntes, 2 componentes e 2 fases em equilíbrio no sistema Métodos de separação de misturas homogêneas (alimentação, F) que vamos considerar ser uma mistura binária (componentes A e B) contendo componentes com diferentes volatilidades (diferentes pontos de ebulição); Ao fornecer calor → Volatilização parcial da mistura, obtenção de 2 fases, uma líquida (L) e outra vapor (V), que têm composições diferentes. F V L 06/05/2018 6 EXEMPLO (ÁGUA E ETANOL) Correntes do processo (taxa molar): • F = Alimentação (mistura líquida e/ou vapor que contém A e B) → água + etanol • L = Fase líquida formada no processo (rica no componente menos volátil) → água + etanol (rica em água) • V = Fase vapor formada no processo (rica no componente mais volátil) → água + etanol (rica em etanol) Componentes: • A = Componente mais volátil → etanol • B = Componente menos volátil → água Composição de componentes nas fases (fração molar): • x = fração molar na fase líquida Concentração dos componentes na alimentação (F) ou fase líquida (L): xA, xB • y = fração molar na fase vapor Concentração dos componentes na alimentação (F) ou fase vapor (V): yA, yB 06/05/2018 7 DESTILAÇÃO SIMPLES EM BATELADA Indicado para misturas de componentes com grande diferença de volatilidade ou quando não é necessária pureza ou concentração elevada do componente mais leve no destilado. Ex.: alambique. DESTILAÇÃO SIMPLES EM BATELADA • A primeira composição do vapor condensado é rica no componente mais volátil (A); • A medida do processo de evaporação, o vapor vai ficando mais podre em A; • A composição do líquido e do vapor muda com o tempo; • Pequena quantidade de L é vaporizada (dL é muito pequeno). ➢ Balanço de massa global; ➢ Balanço de massa por componente. 06/05/2018 8 EXERCÍCIO DESTILAÇÃO FLASH
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