Estudo Dirigido

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Operações Unitárias
Professor: Gabriel Cassemiro Mariano
DESTILAÇÃO
1 Qual o princípio envolvido no processo da destilação? Quais os três
principais tipos de destilação.
2 Cite o objetivo principal do uso da destilação fracionada em uma mistura
binária de etanol e água.
3 O que significa “pressão de saturação” e “volatilidade relativa”? Defina as Leis
de Raoult e Dalton e a equação do equilíbrio líquido-vapor estabelecido.
4 Os métodos de Mccabe Thiele e Ponchon Savarit apresentam aplicação
gráfica?
Qual a diferença entre eles?
5 Cite, e descreva, dois processos que podem ser utilizados para a “quebra”
do ponto azeotrópico de uma mistura binária, como etanol e água, por
exemplo.
6 Um tambor de flash recebe uma alimentação de 15 mol/h de benzeno e 35
mol/h de tolueno. As condições para o flash isotérmico são: TF =
100 ºC e PF = 760 mmHg.
a) Determine as composições das fases pelo diagrama de ebulição (Fig. 1).
b) Calcule as vazões de fundo (B) e de topo (D).
7 Projeta-se uma coluna para obter 100 kg/h de álcool etílico a 90 % INPM,
a partir de uma mistura 10 % molar, para uma concentração do produto de
fundo de 0,05 molar. Determinar o fluxo de alimentação a ser admitido e o
fluxo do produto de fundo.
8 Pela Figura 2, defina o tipo das alimentações:
a) q =1 -
b) q = 0 -
Figura 1: Diagrama de Ebulição a 760 mmHg para a mistura Benzeno (1) e Tolueno (2)
para a questão 6.
Figura 2: Tipos de alimentações em uma coluna de destilação fracionada
para a questão 8.
9 Uma coluna de destilação deve separar 10,6 mol/h de uma mistura
contendo 50% molar de etanol e água. A alimentação é feita na forma de
vapor saturado (q=0). As correntes de saída de destilado e de resíduo
devem ter, respectivamente, 95% e 15% molar de clorofórmio. Para a
razão de refluxo de 5, deseja-se saber:
a) As vazões molares do destilado e do resíduo;
b) O número de pratos teóricos e posição do prato de alimentação. (Figura 3)
Figura 5: Diagrama de equilíbrio Líquido-Vapor do sistema Etanol (1) e Água (2) para
a questão 9.
10 Pelo método de Mccabe Thiele, encontre o número de estágios teóricos de
uma coluna que deve destilar uma mistura Acetona - Etanol 55 % molar. O
produto deve ter o teor de Acetona de 85 % no topo da coluna e no produto
de fundo 10 %. A razão de refluxo é 3,0 e para cada mol de alimentação 0,2
mol permanece na fase líquida dentro da coluna. Determine também o estágio
de alimentação e diga se há como enriquecer ainda mais o produto de topo.
Utilizar a Figura 4.
Figura 4: Diagrama de equilíbrio Líquido-Vapor do sistema Acetona (1) e Etanol (2) para a
questão 10.
11 Qual o número necessário de estágios teóricos de uma coluna que deve
destilar uma mistura Etanol - Água 60 % molar. O produto deve ter o teor de
Etanol de 85 % no topo da coluna e no produto de fundo 5 %. A razão de
refluxo é 3,5 e a alimentação é de líquido saturado.
Determine também o estágio de alimentação e diga até que ponto se
pode enriquecer o produto de topo e como se obter o etanol anidro.
Use a Figura 5.
Figura 5: Diagrama de equilíbrio Líquido-Vapor do sistema Etanol (1) e Água (2) para a
questão 11.