atividade 3 DESTILAÇÃO FRACIONARIA FLASH DIFERENCIAL GABARITO

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Operações Unitárias II / Prof. Raul Santos 
Lista de Exercícios 
 
Lista3- de Exercícios (DESTILAÇÃO) – Iª Unidade 
 
Questão 1) Se deseja desenhar uma coluna de retificação para separar 130 kmol/h de uma 
mistura que contém 40% de benzeno e 60% de tolueno, com o objetivo de obter un produto 
de cabeça (destilado) con 95% de benzeno e um produto de cola (resíduo) com 98% de 
tolueno. Todas estas percentagens estão em peso. Se utilizará uma relação de refluxo externa 
de 3,0. O calor latente de vaporização, tanto do benzeno como do tolueno, podem ser 
considerados como sendo igual a 7675 cal/mol. O calor latente do vapor saturado é de 533,6 
cal/g. 
Considerar a alimentação que entra como 50% de vapor saturado e 50% de líquido 
saturado. 
a) Faça os desenhos das linhas das 3 existentes no gráfico(LOA, LOR, LOE) 
b) Calcular os fluxos de destilado e resíduo produzidos. 
c) Determinar o número de pratos ideais e a situação do prato de alimentação 
 
 Dados de equilibrio do sistema Benzeno-Tolueno a 760 mmHg 
 
x 0 0,1 0,3 0,4 0,6 0,8 1,00 
y 0 0,22 0,52 0,62 0,8 0,92 1,00 
 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Y
X
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XF=0,4 
XD=0,95 
XB=0,02 
 
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R=L/D 3=L/D 
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L=3D 
 
 
F=130 
 
F=D+B 
Logo: D=130-B 
 
XF=0,4 
XD=0,95 
XB=0,02 
 
XF .F = D. XD + B XB 
0,4. 130 = D.0,95+ B . 0,2 
 
52=0,95D+ 0,2B 
 
52= 0,95(130-B) +0,2B 
52= 123,5 – 0,95B+0,2B 
0,75B=123,5 -52 
B=71,5/0,75= 95,33 Kmol/h 
D=130-95,33= 34,67 
 
 
 
 
Questão 2) Uma mistura de etileno e água é alimentada em um tambor de destilação 
por derivação (flash ). A composição do vapor que sai do topo é 40% de etileno na 
mistura. A composição da alimentação é de 0,5 mol. 
a)Qual a linha de operação do sistema? 
b) Qual a composição do fluxo do líquido? 
c) Qual a composição da alimentação? 
 
Os dados de equilíbrio são: 
x 0 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,00 
y 0 0,7 0,9 0,97 0,98 0,99 1,00 
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Questão 3) 250 moles de uma mistura 40 % de etanol e 60 % água, em base molar 
foram Destilados por destilação diferencial a pressão atmosfera normal. A destilação 
foi efetuada até que o resíduo atinja a composição 0,1 em fração molar do etanol. 
Qual a quantidade e a composição média do destilado? 
Mistura azeotrépica 
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Inicial: Final: 
L0= 250mols V=? (Destilado) 
Xet=0,4= X0→ mais volá l L1=? 
Xag=0,6 xet=0,1 = X1 Xag=0,90 
 
 
 
 
 
 
 
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O correto já que não se falou que a volatilidade era constante: 
 
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X y volatilidade= [y(1-x)]/[x(1-y)] 
0,1 0,45 7,36 
0,2 0,53 4,51 
0,3 0,56 2,97 
0,4 0,6 2,25 
0,5 0,65 1,86 
 Media 3,79 
 
Xet=0,4= X0→ mais volá l xet=0,1 = X1 
 
𝐿
𝐿
=
𝑋
𝑋
(
(1 − 𝑋 )
 (1 − 𝑋 )
)

 
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𝐿
250
=
0,1
0,4
(
(1 − 0,4)
 (1 − 0,1)
) ,
,
 
𝐿
250
= 0,25(
(0,6)
 (0,9)
) ,
,
 
𝐿
250
= 0,25(0,67) ,
, 
𝐿
250
= 0,25(
(0,6)
 (0,9)
) ,
,
 
𝐿
250
= 0,25(0,67) , 
𝐿
250
= 0,25 ∗ 0,42 = 0,105 
𝐿 = 250 ∗ 0,105 = 26,25 
Balanço Geral: F=D+B → 
D= destilado 
L0= L1 +D 
D= L0- L1 
D= 250-26,25= 223,75mols 
Balanço para o mais volátil: 
F . XF =D . XD + B . XB → 250 . 0,4 = 223,75 . XD + 26,25 . 0,1 
 XD =
 . , – ( , . , ) 
,
 → XD =0,44 
Xet= 0,1 
Xagua=0,9 
No resíduo: No destilado: 
 Etanol=26,25. 0,1 =2,63mols Etanol=223,75 . 0,44 = 98,45mols 
Água =26,25. 0,9 =23,63mols Água =223,75 . 0,56 = 125,3mols 
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Errado pois não se falou que a volatilidade era constante: 
 
 
 
 
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ln =0,455 → = 𝑒 , = 2,72→ =2,72→ 
𝐿 =
,
 = 91,91mols 
 
Balanço Geral: F=D+B → 250=D + 91,91 → D=158,09 mols 
Balanço para o mais volátil: 
F . XF =D . XD + B . XB → 250 . 0,4 = 158,09 . XD + 91,91 . 0,1 
 XD =
 . , – ( , . , ) 
,
 → XD =0,574 
Xet= 0,1 
Xagua=0,9 
No resíduo: No destilado: 
 Etanol=91,91. 0,1 =9,191mols Etanol=158,09 . 0,574 = 90,744mols 
Água =91,91. 0,9 =82,719mols Água =158,09 . 0,426 = 67,346 mols