Refino_do_Petroleo
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também mudará. 
 
3.2: Princípio Geral da Destilação 
 
Para se avançar no estudo da destilação, é preciso o conhecimento do 
equilíbrio líquido-vapor. Quando uma mistura líquida estiver em equilíbrio com o 
vapor correspondente, a pressão de vapor desta mistura será igual à pressão total 
do sistema. 
Utilizando a mesma mistura do exemplo anterior, nota-se que a pressão de 
vapor da mistura é inferior à pressão atmosférica (81,034 kPa < 101,325 kPa). 
Isso significa que não existe um vapor em equilíbrio com a mistura líquida, sendo 
assim que a mistura é um liquido sub-resfriado, conforme pode ser visto no ponto 
\u201ca\u201d (82ºC \u2013 0,6 benzeno) na figura 9, mostrada na seção 3.1.3. 
 Aquecendo-se a mistura até 89,4ºC (ponto \u201cb\u201d), a pressão de vapor da 
mistura passa a ser 101,325 kPa (20,932 Kpa + 80,393 Kpa ), dessa maneira se 
igualando à pressão atmosférica, assim passando a existir um vapor de equilíbrio 
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com esta mistura líquida. O ponto \u201cb\u201d passa a ser chamado de ponto de bolha 
para essa mistura líquida com 60% molar de benzeno. 
O vapor, que está em equilíbrio com a mistura líquida que se encontra no 
ponto \u201cb\u201d, aparece no ponto \u201cc\u201d do mesmo gráfico. 
Considerando-se que este vapor tem um comportamento ideal, pode-se, 
através da Lei de Raoult e da Lei de Dalton, obter a composição deste vapor, da 
seguinte maneira: 
A Lei de Dalton, (equação 2), permite que seja calculada a pressão parcial 
de cada componente neste vapor gerado da mistura. 
 Pa = P * Ya (2) 
Pa = Pressão parcial do componente A na fase vapor. 
P = Pressão total do sistema. 
 Ya = Fração molar do componente A na fase vapor. 
 
Combinando a Lei de Dalton com a Lei de Raoult, se chega à equação 3: 
Ya = (Pa\u2019 / P) * Xa (3) 
 
A equação 3 só tem sentido quando existe um vapor em equilíbrio com a 
mistura. Da equação, se percebe que a composição de equilíbrio de um 
componente no vapor é diretamente proporcional à sua composição no líquido e à 
sua pressão de vapor, e é inversamente proporcional à pressão total do sistema. 
Utilizando esta equação, pode-se calcular a composição do vapor que esta 
em equilíbrio com a mistura de 60% molar de benzeno no ponto de bolha, na 
pressão atmosférica. 
\u2022 Tolueno : Yt = (52,329 / 101,325) * 0,4 = 0,2066 = 20,66% 
\u2022 Benzeno: Yb = (133,989 / 101,325) * 0,6 = 0,7934 = 79,34% 
 
O vapor com esta composição tem uma massa desprezível quando 
comparada com a massa líquida que lhe originou, sendo que se formou apenas 
uma bolha de vapor (o líquido esta em equilíbrio com uma massa desprezível de 
vapor). Da mesma maneira, se pode dizer que o vapor formado está em seu ponto 
de orvalho à temperatura de 89,4ºC, e em equilíbrio com o líquido com fração 
molar de benzeno de 60%. 
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Uma conclusão importante deste exemplo é a seguinte: O vapor em 
equilíbrio com um líquido sempre será mais rico em componente volátil do que o 
líquido. 
Esta diferença entre composições do liquido e do vapor em uma mistura 
multi-componentes em equilíbrio é o princípio em que toda a destilação se baseia. 
O processo de destilação industrial se baseia nos fatos de uma mistura 
líquida em ebulição se torna rica no componente menos volátil, já que o mais 
volátil tende a escapar do líquido mais facilmente, e que um vapor em processo de 
condensação também se torna rico no componente mais volátil, já que o menos 
volátil tende a se condensar com mais facilidade. 
 
3.2.1: Razão de Equilíbrio K 
 
Quando alcançado o equilíbrio, o número de moléculas que passam da fase 
líquida para vapor e vice-versa é igual. A diferença importante é que o 
componente mais volátil se encontra mais concentrado no vapor, enquanto o 
menos volátil se encontra mais concentrado no líquido. 
A razão de equilíbrio é definida como a razão entre as frações molares de 
um componente nas fases líquidas e vapor, de acordo com a equação 4: 
K = Y / X (4) 
Y = Fração molar na fase vapor. 
 X = Fração molar na fase líquida. 
 
Sempre o componente mais volátil apresentará uma razão K maior que o 
componente menos volátil. 
 
3.2.2: Volatilidade Relativa 
 
Uma forma de se avaliar o quanto um componente é mais volátil que o 
outro é através da volatilidade relativa. 
A equação 5 mostra a volatilidade relativa, que nada mais é que uma 
relação entre as constantes de equilíbrio dos componentes. 
 \ufffdab = Ka / Kb (5) 
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Se combinando a equação 5 com as Leis de Dalton e Raoult, se chega a 
equação 6: 
\ufffdab = Pa\u2019 / Pb\u2019 (6) 
A equação 6 mostra que a volatilidade relativa de uma mistura binária ideal 
é simplesmente a relação entre as pressões de vapor dos componentes puros na 
temperatura considerada. 
A volatilidade relativa serve para indicar o quanto difícil é a separação dos 
componentes em um processo de destilação. Componentes com igual volatilidade 
(\ufffdab = 1) são impossíveis de serem separados através de destilação simples. 
Quanto maior o valor da volatilidade relativa, mais fácil será a separação. Na 
prática, se considera os valores menores ou iguais à 1,1 e maiores ou iguais a 1,5 
como uma separação difícil e uma separação fácil, respectivamente. 
A volatilidade relativa depende da temperatura e pressão da operação, só 
que a temperatura de equilíbrio é diretamente proporcional a pressão, desta forma 
fazendo com que a pressão de operação que acabe por determinar a volatilidade 
relativa. Deste fato, se chega a conclusão que, quanto maior a pressão, menor 
será a volatilidade relativa, e por conseguinte maior a dificuldade de separação 
entre os componentes. 
 
3.3: Processos de Destilação 
 
No passado, os métodos de destilação de petróleo era rudimentares. Eram 
realizados em alambiques, e de maneira descontínua. 
Além do desconhecimento das diferentes propriedades do petróleo na 
época, não era exigida uma boa qualidade para os produtos destilados. Vale 
lembrar que também não existia na época o interesse de se produzir todos os 
derivados existentes hoje, e nem a necessidade da qualidade exigida atualmente. 
O processo passou por fortes evoluções desde então, se buscando a 
melhor qualidade dos produtos acabados. 
A seguir se vê detalhes dos três tipos mais comuns de destilação. 
 
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3.3.1: Destilação por Expansão Brusca (Destilação Flash ou Integral) 
 
É o tipo de destilação onde a carga é separada em dois produtos em um 
único estágio: um vapor e um líquido, que estão em equilíbrio termodinâmico. 
Nesta destilação, o vapor produzido fica durante a vaporização em contato 
íntimo com o líquido residual, desta maneira ligando o líquido e o vapor produzidos 
por relações de equilíbrio. 
Novamente utilizando a mesma mistura do exemplo anterior (60% molar de 
benzeno e 40% molar de tolueno), e a aquecendo até 92ºC, se chega ao ponto \u201cd\u201d 
na figura X. Percebe-se que neste ponto, há duas fases em equilíbrio, nos pontos 
\u201ce\u201d e \u201cf\u201d. 
Conforme visto no princípio básico da destilação, o líquido (ponto \u201ce\u201d) tem 
uma composição de 51% molar de benzeno, enquanto o vapor (ponto \u201cf\u201d) tem uma 
composição de 72,2% molar de benzeno. 
As fases do líquido e vapor resultantes são separadas do equipamento. 
Obviamente, o vapor será mais rico em compostos mais voláteis do que a carga 
ou líquido residual. 
Este tipo de destilação é a primeira fase que ocorre durante o 
fracionamento de petróleo. 
A figura 10 exemplifica este tipo de destilação. 
 
 
Figura 10: Destilação Flash. 
 
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3.3.2: Destilação Simples (Destilação Diferencial) 
 
É uma destilação que acontece de forma descontínua. Uma carga de