Aula II - DESTILAÇÃO

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OPERAÇÕES UNITÁRIAS III
UNIVERSIDADE ESTADUAL 
Unidade de 
Graduação em Engenharia 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS III
DESTILAÇÃO
Profª. Fabiane 
Abril/2021
OPERAÇÕES UNITÁRIAS III
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL
de Naviraí
Graduação em Engenharia de Alimentos
OPERAÇÕES UNITÁRIAS III
DESTILAÇÃO
. Fabiane Bach
Abril/2021
Definição
É um método de separação ou purificação de componentes de 
uma mistura com base na diferença de composição que se 
DESTILAÇÃO
É um método de separação ou purificação de componentes de 
uma mistura com base na diferença de composição que se 
estabelece entre as fases quando uma fase vapor é gerada pela 
vaporização parcial de uma mistura em fase líquida (TADINI 
et al., 2019).
É um método de separação ou purificação de componentes de 
uma mistura com base na diferença de composição que se 
DESTILAÇÃO
É um método de separação ou purificação de componentes de 
uma mistura com base na diferença de composição que se 
estabelece entre as fases quando uma fase vapor é gerada pela 
vaporização parcial de uma mistura em fase líquida (TADINI 
Definição
“É uma operação unitária que tem por objetivo separar, mediante 
vaporização, uma mistura de líquidos miscíveis e voláteis em seus 
DESTILAÇÃO
vaporização, uma mistura de líquidos miscíveis e voláteis em seus 
componentes “(ILBRAZ; BARBOSA
“Separação física de uma solução líquida em duas ou mais frações 
devido a diferença de volatilidade dos componentes envolvidos
uma operação unitária que tem por objetivo separar, mediante 
vaporização, uma mistura de líquidos miscíveis e voláteis em seus 
DESTILAÇÃO
vaporização, uma mistura de líquidos miscíveis e voláteis em seus 
ILBRAZ; BARBOSA-CÁNOVAS, 2005).
física de uma solução líquida em duas ou mais frações 
devido a diferença de volatilidade dos componentes envolvidos.”
DESTILAÇÃO
IMPORTÂNCIA
A destilação é uma das operações unitárias mais importantes na 
indústria química e de petróleo, mas também é empregada na indústria química e de petróleo, mas também é empregada na 
indústria de alimentos, como no caso das indústrias de 
processamento de bebidas alcoólicas, usinas de açúcar e álcool 
outras.
DESTILAÇÃO
destilação é uma das operações unitárias mais importantes na 
indústria química e de petróleo, mas também é empregada na indústria química e de petróleo, mas também é empregada na 
indústria de alimentos, como no caso das indústrias de 
processamento de bebidas alcoólicas, usinas de açúcar e álcool 
outras.
• A separação ou fracionamento de uma mistura líquida por 
destilação é possível em razão das diferentes pressões de vapor dos 
componentes da mistura em uma certa temperatura.
• Quando se aquece água, a pressão de vapor será maior do que a T
DESTILAÇÃO
• Quando se aquece água, a pressão de vapor será maior do que a T
ambiente. 
A separação ou fracionamento de uma mistura líquida por 
destilação é possível em razão das diferentes pressões de vapor dos 
componentes da mistura em uma certa temperatura.
Quando se aquece água, a pressão de vapor será maior do que a T°
DESTILAÇÃO
Quando se aquece água, a pressão de vapor será maior do que a T°
EQUILÍBRIO LÍQUIDO
Curva do ponto de bolha
Linha B-C: linha de distribuição
EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR
Curva do ponto de orvalho
EQUILÍBRIO LÍQUIDO
Diagrama Temperatura x Composição
EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR
Diagrama Temperatura x Composição
EQUILÍBRIO LÍQUIDO
Diagrama Temperatura x Composição
Aquecendo a mistura
EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR
Diagrama Temperatura x Composição
Aquecendo a mistura
EQUILÍBRIO LÍQUIDO
Continuar aquecendo 
a mistura
A composição de A é dada pela linha 
tracejada na horizontal e lida na linha 
tracejada na vertical até o eixo x
A composição da fase vapor e da fase 
líquida serão diferentes da composição 
anterior. Para este caso, a concentração 
de A será menor na fase vapor
EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR
Continuar aquecendo 
A composição da fase vapor e da fase 
líquida serão diferentes da composição 
anterior. Para este caso, a concentração 
de A será menor na fase vapor
EQUILÍBRIO LÍQUIDO
Continuar com o 
aquecimento
Ao contrário de líquidos puros, as 
misturas apresentam uma faixa de 
ebulição.
EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR
Continuar com o 
aquecimento
Após cruzar a linha verde, obtém-se 
um vapor com a mesma composição 
da mistura líquida de partida.
PRESSÕES PARCIAIS - LEIS DE DALTON E RAOULT
Lei de Dalton: estabelece que a pressão total (P) é a soma das pressões parciais de todos 
os componentes. A pressão parcial (Pi) exercida 
fração molar do componente na fase vapor, multiplicada pela pressão total do vapor.
P = 
Pi = 
Lei de Raoult: relaciona a pressão parcial de cada componente na fase vapor, com a Lei de Raoult: relaciona a pressão parcial de cada componente na fase vapor, com a 
fração molar na fase líquida, de tal modo que o fator de proporcionalidade, é a pressão 
de vapor do componente puro P na mesma proporção. Em um sistema binário:
pA + pB
PA*xA + PB*
yA = (PA*xA
PA = pressão de saturação da substância pura.
pA = pressão parcial na saturação da mistura.
xA = fração molar de A no estado líquido.
yA = fração molar de A no estado vapor.
LEIS DE DALTON E RAOULT
estabelece que a pressão total (P) é a soma das pressões parciais de todos 
) exercida por um componente é proporcional a 
vapor, multiplicada pela pressão total do vapor.
P = ∑Pi
yi*P
relaciona a pressão parcial de cada componente na fase vapor, com a relaciona a pressão parcial de cada componente na fase vapor, com a 
fração molar na fase líquida, de tal modo que o fator de proporcionalidade, é a pressão 
de vapor do componente puro P na mesma proporção. Em um sistema binário:
pB = P
+ PB*xB = P
xA)/P = pA/P
PA = pressão de saturação da substância pura.
= pressão parcial na saturação da mistura.
PRESSÕES PARCIAIS -
Exemplo
Calcule as composições do líquido e do vapor em equilíbrio a 95 
mistura benzeno-tolueno usando os dados de pressão de vapor a 101,3 
LEIS DE DALTON E RAOULT
Calcule as composições do líquido e do vapor em equilíbrio a 95 °C para a 
tolueno usando os dados de pressão de vapor a 101,3 kPa.
A volatilidade relativa “
separação é possível de ser conduzida por destilação
Onde αAB é a volatilidade relativa do componente 
x – fração molar na fase líquida
y – fração molar na fase vapor
αAB = (yA
Destilação possível → αi,j>1
Destilação impossível → αi,j
Se o sistema obedece a Lei de Raoult:
yA = (PA*xA)/P 
Então, para um sistema ideal:
αAB
relativa “α” é o que determina se a 
de ser conduzida por destilação
do componente A em relação ao componente B.
fração molar na fase líquida
yA/xA)/(yB/xB)
>1
i,j<1
:
)/P e yB = (PB*xB)/P
AB = PA/PB
Obs- quando αAB = 1 existe a formação de um 
a separação por destilação só é possível se o 
• Uma mistura na composição azeotrópica
destilação e se comporta como um
Mistura não-azeotrópica
= 1 existe a formação de um azeótropo e nesse caso 
a separação por destilação só é possível se o azeótropo for quebrado.
azeotrópica não pode ser separada por
um líquido puro.
Mistura azeotrópica
O número de estágios teóricos empregados na 
depende 
Quanto mais distante de 1 mais fácil é a 
MENOR É O NÚMERO DE 
O número de estágios teóricos empregados na separação 
depende da αAB. 
mais distante de 1 mais fácil é a separação, ou seja, 
MENOR É O NÚMERO DE ESTÁGIOS.
Exemplo
Calcule a volatilidade relativa do sistema
Em qual temperatura de processo
forma mais eficiente?
Exemplo
sistema benzeno-tolueno a 85 °C e a 105 °C.
processo a separação dos compostos se dará de
EQUIPAMENTOS E EQUIPAMENTOS E 
TIPOS DE DESTILAÇÃO
EQUIPAMENTOS E EQUIPAMENTOS E 
DESTILAÇÃO
-Destilação diferencial ou em batelada (simples
de laboratório;
- Destilação em equilíbrio (flash ou integral): ocorre em um 
único estágio;
TIPOS DE DESTILAÇÃO
- Destilação em equilíbrio (flash ou integral): ocorre em um 
único estágio;
- Destilação fracionada: ocorre em vários 
- Destilação extrativa e azeotrópica
soluçõescom formação de 
ou em batelada (simples): destilação 
Destilação em equilíbrio (flash ou integral): ocorre em um 
TIPOS DE DESTILAÇÃO
Destilação em equilíbrio (flash ou integral): ocorre em um 
Destilação fracionada: ocorre em vários estágios;
azeotrópica (ambas aplicadas para 
soluções com formação de azeótropo)
DESTILAÇÃO FLASH OU INTEGRAL
• Consiste na separação de uma corrente líquida em duas correntes, uma 
LÍQUIDA e outra VAPOR, ambas em equilíbrio.
• A separação é feita em um “tambor” após a corrente 
uma válvula de expansão.
• O fluxo de material aquecido, ao sofrer uma expansão • O fluxo de material aquecido, ao sofrer uma expansão 
brusca provoca a vaporização de uma parte da 
P2 < P1
T2 < T1
DESTILAÇÃO FLASH OU INTEGRAL
na separação de uma corrente líquida em duas correntes, uma 
, ambas em equilíbrio.
separação é feita em um “tambor” após a corrente líquida passar por 
fluxo de material aquecido, ao sofrer uma expansão fluxo de material aquecido, ao sofrer uma expansão 
a vaporização de uma parte da alimentação.
P1
T1
P2
T2
DESTILAÇÃO FLASH OU INTEGRAL
 Ambas as correntes de produto, líquido e vapor, são constantemente 
retiradas do equipamento, onde a carga é introduzida continuamente.
 A destilação flash é indicada em separações de componentes que 
possuem volatilidade bem diferentes. (
 Como a volatilidade relativa é elevada, a operação acontece em um 
único estágio.
Comumente utilizada como um processo preliminar, antes de operações 
mais rigorosas. 
DESTILAÇÃO FLASH OU INTEGRAL
as correntes de produto, líquido e vapor, são constantemente 
retiradas do equipamento, onde a carga é introduzida continuamente.
A destilação flash é indicada em separações de componentes que 
possuem volatilidade bem diferentes. (αi,j >> 1).
Como a volatilidade relativa é elevada, a operação acontece em um 
utilizada como um processo preliminar, antes de operações 
Como as correntes de Líquido e Vapor que deixam o tambor estão 
em equilíbrio de fases, as composições dos componentes em 
ambas as fases podem ser determinadas por relações de 
equilíbrio.
Como as correntes de Líquido e Vapor que deixam o tambor estão 
em equilíbrio de fases, as composições dos componentes em 
ambas as fases podem ser determinadas por relações de 
equilíbrio.
Balanço de massa no tambor flash
- Balanço global
F = V + L
- Balanço parcial
zi.F = yi.V + x
Balanço de energia no tambor
F.hF = V.
Balanço de massa no tambor flash
= V + L
.V + xi.L
Balanço de energia no tambor
V.HV + L.hL
 A composição do destilado e do resíduo variam com o 
transiente), não entrando em equilíbrio termodinâmico.
As primeiras porções de destilado são mais ricas nos componentes mais 
voláteis.
DESTILAÇÃO DIFERENCIAL OU BATELADA
 A fase vapor é condensada no topo do alambique e acumulada em um 
reservatório.
 Indicado para misturas de componentes 
com grande diferença de volatilidade.
composição do destilado e do resíduo variam com o tempo (regime 
não entrando em equilíbrio termodinâmico.
As primeiras porções de destilado são mais ricas nos componentes mais 
DESTILAÇÃO DIFERENCIAL OU BATELADA
fase vapor é condensada no topo do alambique e acumulada em um 
para misturas de componentes 
grande diferença de volatilidade.
DESTILAÇÃO DIFERENCIAL OU BATELADA
 Princípio da destilação em alambique para a produção de bebidas 
alcoólicas destiladas em pequena escala.
DESTILAÇÃO DIFERENCIAL OU BATELADA
da destilação em alambique para a produção de bebidas 
alcoólicas destiladas em pequena escala.
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DESTILAÇÃO FRACIONADADESTILAÇÃO FRACIONADA