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INSTITUTO FEDERAL DE MINAS GERAIS 
Curso: Engenharia de Alimentos 
Professora: Kamilla Soares de Mendonça
Operações Unitárias na Indústria de Alimentos III – Lista 3 
 
Lista de Exercícios de Destilação 
 
Tadini et al., 2016. Capítulo 22 Seções 22.1, 22.2, 22.3 e 22.4.2. Exemplos resolvidos: 22.1, 22.2, 
22.3 e 22.8. 
Pode fazer os diagramas xy no Excel, imprimir e resolver o restante a mão, ou fazer as marcações no 
Excel, ou fazer tudo a mão (nesse caso, use uma régua). Dou as fórmulas de definição de volatilidade 
relativa, leis de idealidade (Raoult e Dalton) e não-idealidade (definição de fugacidade), refluxo 
mínimo, mas as linhas de operação são obtidas de balanços de massa, basta entender o funcionamento 
da coluna para obtê-las, portanto, não são fórmulas. 
 
1) Uma coluna de destilação é empregada para separar uma mistura de vapor saturado contendo 50% 
molar de A e 50% molar de B a uma vazão de entrada na coluna de 5000kmol/h. O produto de 
topo da coluna possui 95% de A e o produto de fundo possui 96% de B. A razão de refluxo é de 
2,09. Determine: 
a) O número de estágios ideais. 
b) O estágio ideal para a alimentação. 
c) A composição de equilíbrio do primeiro prato. 
d) A vazão de destilado e de resíduo deixando a coluna. 
 
Tabela 1 - Condições de equilíbrio para o componente A 
x 0,03 0,11 0,14 0,26 0,39 0,53 0,76 0,86 1,00 
y 0,08 0,27 0,33 0,50 0,63 0,73 0,88 0,93 1,00 
 
Respostas: 15 estágios -1 refervedor =14 estágios; 9º estágio; 0,9; 0,95; 2527kmol/h; 2473kmol/h. 
 
2) A figura a seguir representa o diagrama de equilíbrio de uma mistura binária a ser destilada em 
uma coluna. O valores nos eixos são referentes às composições de equilíbrio do componente mais 
volátil. A partir do gráfico, determine: 
 
a) A composição da corrente de alimentação. 
b) A composição da corrente do produto de topo. 
c) A composição do produto de fundo. 
d) A razão de refluxo empregada no todo da coluna. 
e) O número de pratos ideais. 
f) O prato ideal de alimentação. 
g) Considerando a mistura binária ideal (respondendo às leis de Dalton e Raoult), calcule 
volatilidade relativa. 
 
Resposta: 0,3; 0,95; 0,05; 3,75; 15pratos -1 refervedor= 14 pratos; 8º prato; 2,11 
 
3) Com o intuito de destilar uma mistura benzeno-tolueno e uma torre de destilação elaborou-se os 
cálculos das condições de equilíbrio do sistema benzeno-tolueno (tabela2). A alimentação de 
100kmol/h contem 45% de mol de benzeno e 55% de mol de tolueno na condição de líquido 
saturado. O objetivo é obter um destilado com 95% de mol de benzeno e 5% de mol de tolueno, e 
um resíduo com 10% de mol de benzeno e 90% de mol de tolueno. A relação de refluxo é de 4:1. 
Tabela 2 - Condições de equilíbrio para o sistema benzeno-tolueno 
x 1 0.780 0.581 0.411 0.258 0.130 0 
y 1 0.900 0.777 0.632 0.456 0.261 0 
Calcule: 
a) A vazão da corrente de destilado 
b) A vazão da corrente de resíduo 
c) O número de pretos teóricos e o prato ideal de alimentação. 
Resposta: 41,2kmol/h; 58,8 kmol/h; 8pratos -1 refervedor=7 pratos; 5º prato. 
 
4) Considerando os dados do exercício anterior, no qual se destila uma mistura benzeno-tolueno para 
produzir um destilado de 95% de benzeno e um resíduo de 10% de benzeno, calcule: 
a) A razão de refluxo mínimo 
b) O número mínimo de pratos teóricos. 
Resposta: 1,0; 5,8 pratos menos 1 refervedor=5pratos. 
 
5) Os dados de pressão de vapor para o sistema hexano-octano estão apresentados na tabela a seguir. 
Utilizando as leis de Raoult e Dalton, calcule e grafique o diagrama xy a uma pressão total de 
101,32kPa. (Esse exercício dá para fazer o gráfico a mão, acho proveitoso, inclusive!) 
 
 
Resposta: (1;1); (0,689; 0,930); (0,401;0,781); (0,192;0,538); (0;0) 
 
 
 
 
6) Utilizando os dados da tabela da fração molar de equilíbrio para o sistema benzeno-tolueno, 
calcule a volatilidade relativa dese sistema a 85ºC e a 105ºC. 
 
Tabela 3 - Condições de equilíbrio para o sistema benzeno-tolueno 
T [ºC] xA yA 
80,1 1,000 1,000 
85,0 0,780 0,900 
90,0 0,581 0,777 
95,0 0,411 0,632 
100,0 0,258 0,456 
105,0 0,130 0,261 
110,6 0,000 0,000 
Resposta: 2,53 e 2,35. 
 
7) Calcule as composições do vapor e do líquido em equilíbrio a 95ºC e 1 atm para benzeno e tolueno, 
considerando o comportamento ideal. Utilize as pressões de vapor fornecidos na tabela. 
 
Dados de pressão de vapor para o sistema benzeno-tolueno a 101,3kPa. 
 
Resposta: xA:0,411; xB:0,589; yA:0,632; yB:0,368 
 
8) Uma coluna de destilação é alimentada com 400kmol/h de uma mistura benzeno-tolueno líquida 
à temperatura de ebulição. A coluna opera a 1atm e a corrente de alimentação contém 70% em 
mol de benzeno. O fluxo de produto de fundo deve ser 60kmol/h com concentração molar de 10% 
de benzeno. Utilizando os dados de equilíbrio da tabela a seguir, calcule a vazão de vapor 
produzida e o numero de estágios de equilíbrio teóricos requeridos, na sessão de esgotamento. 
 
Tabela 4 - Condições de equilíbrio para o sistema benzeno-tolueno 
T [ºC] xA yA 
80,1 1,000 1,000 
85,0 0,780 0,900 
90,0 0,581 0,777 
95,0 0,411 0,632 
100,0 0,258 0,456 
105,0 0,130 0,261 
110,6 0,000 0,000 
Resposta: 340Kmol/h e 5 pratos teóricos-1 refervedor=4 pratos. 
 
9) Considerando o método de McCabe-Thiele, para a destilação de uma mistura de heptano-
etilbenzeno, descreva as informações sobre o processo que você conseguiria extrair o gráfico 
abaixo: 
 
a) Concentração de heptano na alimentação. 
b) Concentração de etilbenzeno na alimentação. 
c) Concentração de heptano no destilado. 
d) Concentração de etilbenzeno no destilado. 
e) Concentração de heptano no resíduo. 
f) Concentração de etilbenzeno no resíduo. 
g) O número de estágios teóricos. 
h) O prato ideal para a alimentação 
i) A condição térmica da alimentação. 
j) Considerando uma eficiência de Murphree 0,55 em cada prato, o número real de pratos da 
coluna. 
k) Se a alimentação for introduzida na condição de líquido subresfriado, o que ocorre com a sessão 
de enriquecimento? Esboce a mudança e sua consequência no gráfico. 
 
 
 
10) Se deseja separar uma mistura de heptano-etilbenzeno líquido saturado no ponto de ebulição, 
através de uma coluna de destilação. A mistura contém 42% de heptano e deseja-se purificá-la até 
97% em mol de heptano, de forma que no resíduo tenha apenas 1,1% de heptano. Considerando 
os dados de equilíbrio da tabela a seguir e utilizando o método gráfico de McCabe-Thiele, calcule: 
 
Tabela 5 - Condições de equilíbrio para o sistema heptano-etilbenzeno 
xA yA 
0 0 
0,080 0,230 
0,250 0,514 
0,485 0,730 
0,790 0,904 
1,000 1,000 
 
a) A relação de refluxo mínimo. 
b) O número mínimo de pratos para executar essa separação. 
Respostas:1,1; 7,2 pratos-1 refervedor=7 pratos. 
 
11) Utilizando o diagrama x-y para a mistura etanol-água a 1atm, a seguir, considere uma coluna de 
destilação que é alimentada com 100 kmol · h–1 de uma mistura etanol (A) – água (B) no estado 
de vapor saturado. A fração molar de etanol na alimentação é z = 0,4, enquanto no destilado deve 
ser xD = 0,8. Sabendo-se que as correntes que deixam a coluna, isto é, o destilado e o produto de 
fundo , estão na forma de líquido saturado, que 95 % do álcool presente na alimentação deve ir 
para a corrente e que a coluna opera a 101,3 kPa. Pede-se: 
a) as vazões molares D e B e a fração molar de etanol no fundo; 
b) a razão mínima de refluxo; 
c) utilizando r = 1,5 rmín, qual será o número de estágios ideais? 
d) em que estágio deve ser introduzida a alimentação ? 
Respostas: 47,5 kmol h–1; 52,5 kmol h–1 e xAB = 0,04; rmín = 1,22; 11 estágios ideias; estágio 10.