O documento descreve conceitos básicos de equilíbrio líquido-vapor para misturas binárias ideais, incluindo:
1) Leis de Dalton e Raoult que regem o equilíbrio;
2) Construção de diagramas de equilíbrio temperatura vs composição;
3) Tipos de destilação como diferencial e flash.
O documento descreve os principais conceitos e processos relacionados à destilação. A destilação é um processo de separação que se baseia nas diferenças de volatilidade entre os componentes de uma mistura líquida, sendo capaz de separá-los através da adição de calor e do equilíbrio entre as fases líquida e vapor. Os principais conceitos abordados incluem pressão de vapor, volatilidade, equilíbrio de fases e diagramas de equilíbrio.
O documento discute os conceitos fundamentais da destilação como um processo unitário de separação. A destilação é definida como uma operação que visa separar os componentes de uma fase líquida através de sua vaporização parcial, onde os vapores são mais ricos nos componentes mais voláteis do que no líquido. O processo de destilação é descrito como ocorrendo em estágios onde duas correntes (líquido e vapor) entram em contato para produzir correntes com composições diferentes. Curvas de equilíbrio podem ser us
1) O documento apresenta uma apostila sobre operações unitárias para o curso técnico em química no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso campus Fronteira Oeste/Pontes e Lacerda.
2) A apostila introduz os conceitos básicos de operações unitárias, dividindo-as em mecânicas, de transferência de massa e de transferência de calor.
3) Também apresenta noções fundamentais como conversão de unidades, balanço material e energético e elementos de mecânica
Laboratório de Engenharia Química, Operações Unitárias, Filtração, Práticas de Laboratório, Relatórios de experimentos de engenharia química, Práticas de filtração, Filtro Prensa
O documento descreve as principais etapas do processo de cristalização utilizado em diversas indústrias químicas para separar substâncias em forma sólida. Aborda os conceitos de nucleação, crescimento de cristais e os principais equipamentos como o cristalizador Swenson-Walker que permite o processo de cristalização de forma contínua através do resfriamento controlado de soluções sobressaturadas.
O documento descreve diferentes tipos de destilação flash, incluindo: (1) destilação flash simples em um estágio, (2) aplicações de destilação flash como tratamento de correntes de processo, e (3) equações fundamentais e métodos gráficos para determinar as composições das correntes de saída em destilação flash isotérmica para misturas binárias.
O documento discute o balanço de massa em processos industriais, apresentando: 1) A importância de se fazer uma análise inicial do problema antes de resolvê-lo; 2) O conceito de balanço de massa e suas equações; 3) Tipos de processos e balanços aplicáveis.
Este relatório descreve experimentos realizados em um laboratório de engenharia química para estudar processos adsortivos. Os objetivos foram analisar o equilíbrio e a cinética de adsorção de um corante em solução aquosa usando carvão ativado como adsorvente. Os resultados incluem isotermas de adsorção, parâmetros cinéticos e um modelo matemático para descrever o processo em batelada.
O documento descreve os principais conceitos e processos relacionados à destilação. A destilação é um processo de separação que se baseia nas diferenças de volatilidade entre os componentes de uma mistura líquida, sendo capaz de separá-los através da adição de calor e do equilíbrio entre as fases líquida e vapor. Os principais conceitos abordados incluem pressão de vapor, volatilidade, equilíbrio de fases e diagramas de equilíbrio.
O documento discute os conceitos fundamentais da destilação como um processo unitário de separação. A destilação é definida como uma operação que visa separar os componentes de uma fase líquida através de sua vaporização parcial, onde os vapores são mais ricos nos componentes mais voláteis do que no líquido. O processo de destilação é descrito como ocorrendo em estágios onde duas correntes (líquido e vapor) entram em contato para produzir correntes com composições diferentes. Curvas de equilíbrio podem ser us
1) O documento apresenta uma apostila sobre operações unitárias para o curso técnico em química no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso campus Fronteira Oeste/Pontes e Lacerda.
2) A apostila introduz os conceitos básicos de operações unitárias, dividindo-as em mecânicas, de transferência de massa e de transferência de calor.
3) Também apresenta noções fundamentais como conversão de unidades, balanço material e energético e elementos de mecânica
Laboratório de Engenharia Química, Operações Unitárias, Filtração, Práticas de Laboratório, Relatórios de experimentos de engenharia química, Práticas de filtração, Filtro Prensa
O documento descreve as principais etapas do processo de cristalização utilizado em diversas indústrias químicas para separar substâncias em forma sólida. Aborda os conceitos de nucleação, crescimento de cristais e os principais equipamentos como o cristalizador Swenson-Walker que permite o processo de cristalização de forma contínua através do resfriamento controlado de soluções sobressaturadas.
O documento descreve diferentes tipos de destilação flash, incluindo: (1) destilação flash simples em um estágio, (2) aplicações de destilação flash como tratamento de correntes de processo, e (3) equações fundamentais e métodos gráficos para determinar as composições das correntes de saída em destilação flash isotérmica para misturas binárias.
O documento discute o balanço de massa em processos industriais, apresentando: 1) A importância de se fazer uma análise inicial do problema antes de resolvê-lo; 2) O conceito de balanço de massa e suas equações; 3) Tipos de processos e balanços aplicáveis.
Este relatório descreve experimentos realizados em um laboratório de engenharia química para estudar processos adsortivos. Os objetivos foram analisar o equilíbrio e a cinética de adsorção de um corante em solução aquosa usando carvão ativado como adsorvente. Os resultados incluem isotermas de adsorção, parâmetros cinéticos e um modelo matemático para descrever o processo em batelada.
O documento discute conceitos de agitação e mistura em operações unitárias na indústria de alimentos. A agitação refere-se ao movimento de um material dentro de um recipiente, enquanto a mistura envolve duas ou mais fases separadas. Os objetivos da mistura incluem misturar líquidos, dispersar gases, produzir emulsões, misturar sólidos e líquidos, e acelerar reações. Vários tipos de equipamentos como agitadores de pás, turbinas e discos de Cowles são usados para misturar diferentes materiais dependendo de sua viscos
O documento descreve o processo de cristalização, incluindo suas aplicações industriais. A cristalização é uma operação unitária antiga de separação de sólido-líquido baseada na variação da solubilidade com a temperatura ou quantidade de solvente. Descreve os principais tipos de cristalização como arrefecimento, evaporação e drowning-out e seus equipamentos associados. Apresenta exemplos industriais como produção de sal, açúcar, fármacos e metais.
1) O documento descreve os princípios de escoamento em leitos fixos, que são amplamente usados na indústria para promover o contato entre fases fluidas. 2) São apresentadas as equações que descrevem o escoamento laminar e turbulento em leitos fixos, levando em conta parâmetros como porosidade, diâmetro de partícula e queda de pressão. 3) A equação semi-empírica de Ergun é descrita como válida para ambos os regimes de escoamento.
O documento apresenta uma apostila sobre cálculo de reatores químicos. Discute a classificação de reatores em termos de escala, natureza das fases, modo de operação e comportamento. Descreve os principais tipos de reatores como batelada, de mistura perfeita, tubular e de fluxo oscilatório. Apresenta conceitos sobre projeto de reatores simples e para reações paralelas.
1) O documento descreve os modelos matemáticos para reatores contínuos em série e/ou paralelo para reações de primeira e segunda ordem. 2) Reatores em série fornecem a mesma conversão que um único reator de volume total igual à soma dos volumes individuais. 3) A eficiência máxima de reatores em paralelo exige que o tempo de residência seja igual em todos os reatores.
O documento discute os conceitos e tipos de destilação como um processo unitário de separação. A destilação é utilizada desde a era dos alquimistas para separar componentes de misturas líquidas. O documento define termos como temperatura de ebulição, ponto de bolha, equilíbrio líquido-vapor e fornece detalhes sobre destilação diferencial, destilação de equilíbrio, destilação fracionada e destilação azeotrópica.
Aula 4. balanço de massa com reação químicaLéyah Matheus
Este documento discute conceitos importantes de balanço de massa em processos químicos com reações, incluindo: 1) estequiometria de reações químicas; 2) reagente limitante versus em excesso; 3) conversão fracional e extensão da reação. Além disso, aborda reações múltiplas, rendimento e seletividade de processos químicos.
O documento resume 4 operações unitárias: peneiração, flotação, separação magnética e decantação. A peneiração separa partículas por tamanho através de peneiras. A flotação separa sólidos de diferentes densidades em um líquido. A separação magnética usa campos magnéticos para separar materiais com diferentes propriedades magnéticas. A decantação separa sólidos e líquidos imiscíveis deixando a mistura repousar. O procedimento prático descrito é a decantação de água e óle
O processo de solubilização de substâncias química acontece devido à interação entre o soluto (a espécie que se deseja solubilizar) e o solvente (substância que a dissolve). Para que haja essa interação é necessário observar alguns fatores como a estrutura da molécula, especialmente a polaridade das ligações e o tipo de ligação.
A força molecular mais forte é a ligação de hidrogênio seguida pelo dipolo-dipolo e por último a de van der Waals. Os compostos apolares ou fracamente polares tendem a serem solúveis em solventes apolares ou de baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade são solúveis em solventes também polares.
O documento discute vários processos unitários de separação química, incluindo extração líquido-líquido, extração sólido-líquido, absorção, dessorção, adsorção, troca iônica e separação por membranas. É apresentado o princípio, equipamentos e aplicações de cada processo.
Este relatório descreve experimentos sobre solubilidade e miscibilidade de diferentes substâncias. A solubilidade depende da polaridade das moléculas, com substâncias polares se dissolvendo em solventes polares e apolares em apolares. A miscibilidade ocorre quando substâncias se misturam, como água e etanol, mas não entre água e óleo. Detergentes podem tornar misturas imiscíveis temporariamente homogêneas.
1. O documento descreve experimentos para determinar a viscosidade e densidade de diferentes líquidos usando um viscosímetro de Ostwald e um picnômetro.
2. Os resultados experimentais são usados para calcular o coeficiente de viscosidade relativa de cada líquido em relação à água.
3. A densidade de cada líquido é calculada usando a fórmula d=m/V, onde m é a massa da amostra e V é o volume do picnômetro.
O documento discute modelos para o coeficiente de atividade em soluções. Ele explica que (1) a fugacidade é uma medida da tendência de uma substância escapar de uma fase e depende do estado de referência escolhido, (2) para a fase líquida, soluções ideais são usadas como estado de referência de acordo com as leis de Lewis-Randall e Henry, (3) o coeficiente de atividade quantifica quão ativa uma substância é em comparação ao estado de referência.
1. O documento descreve os principais tipos de evaporadores e suas aplicações no processo de concentração de soluções por evaporação do solvente.
2. São descritos evaporadores descontínuos, de convecção natural, de película ascendente/descendente, de circulação forçada, de múltiplos efeitos e outros, com suas principais características.
3. O documento fornece considerações básicas sobre a termodinâmica da evaporação e cálculos para dimensionamento de evaporadores.
O documento apresenta os conceitos fundamentais de balanço de massa em sistemas sem reações químicas. Discute-se que o balanço de massa é uma restrição imposta pela conservação da massa, onde a massa total de entrada deve ser igual à massa total de saída. Também são definidos termos como sistema aberto, fechado, operação em batelada e contínua. Por fim, apresentam-se as equações gerais para balanço de massa global e por componente em sistemas sem reações.
O presente Slide ou seja, apresentação em anexo do trabalho de Pesquisa Completo anteriormente por mim Publicado, ressalta nao toda informação do Proprio trabalho de Pesquisa e nao totalmente detalho pois que seria pra própria apresentação o detalhe ou seja, clarificar sobre informação a par do mesmo trabalho de pesquisa. (elaborado por mim Valdo Mario). Química Aplicada, Disciplina do Segundo ano Licenciatura em Engenharia Química UEM)
email alternativo>>
valdo.rai.mario@gmail.com
O documento descreve um experimento sobre a adsorção de ácido acético em carvão ativado. Foram traçadas as isotermas de Freundlich e Langmuir e determinadas as constantes de adsorção. A isoterma de Freundlich descreveu melhor os dados, indicando que a adsorção ocorreu em multicamadas.
O documento descreve três tipos ideais de reatores químicos: reatores em batelada, reatores com escoamento pistonado e reatores de mistura perfeita. Explica as características de cada um e fornece exemplos de equações cinéticas para modelar reações químicas em cada tipo de reator.
O documento apresenta o conceito de operações unitárias, definindo-as como seqüências de operações físicas necessárias para viabilizar processos químicos industriais. Descreve os principais tipos de operações unitárias como mecânicas, transferência de calor e transferência de massa, dando exemplos de equipamentos utilizados em cada uma.
O documento apresenta um resumo sobre operações unitárias, definindo conceitos fundamentais como conversão de unidades, balanço material e energético. Também descreve brevemente alguns processos unitários como destilação, extração líquido-líquido, fluidização de sólidos e separação sólido-gás.
O documento descreve os principais conceitos e métodos para análise de destilação, incluindo: (1) componentes básicos de uma coluna de destilação, (2) objetivo da destilação, (3) método de McCabe-Thiele para determinar número de estágios, (4) equações que representam linhas de operação e (5) influência da condição da alimentação.
O documento discute conceitos de agitação e mistura em operações unitárias na indústria de alimentos. A agitação refere-se ao movimento de um material dentro de um recipiente, enquanto a mistura envolve duas ou mais fases separadas. Os objetivos da mistura incluem misturar líquidos, dispersar gases, produzir emulsões, misturar sólidos e líquidos, e acelerar reações. Vários tipos de equipamentos como agitadores de pás, turbinas e discos de Cowles são usados para misturar diferentes materiais dependendo de sua viscos
O documento descreve o processo de cristalização, incluindo suas aplicações industriais. A cristalização é uma operação unitária antiga de separação de sólido-líquido baseada na variação da solubilidade com a temperatura ou quantidade de solvente. Descreve os principais tipos de cristalização como arrefecimento, evaporação e drowning-out e seus equipamentos associados. Apresenta exemplos industriais como produção de sal, açúcar, fármacos e metais.
1) O documento descreve os princípios de escoamento em leitos fixos, que são amplamente usados na indústria para promover o contato entre fases fluidas. 2) São apresentadas as equações que descrevem o escoamento laminar e turbulento em leitos fixos, levando em conta parâmetros como porosidade, diâmetro de partícula e queda de pressão. 3) A equação semi-empírica de Ergun é descrita como válida para ambos os regimes de escoamento.
O documento apresenta uma apostila sobre cálculo de reatores químicos. Discute a classificação de reatores em termos de escala, natureza das fases, modo de operação e comportamento. Descreve os principais tipos de reatores como batelada, de mistura perfeita, tubular e de fluxo oscilatório. Apresenta conceitos sobre projeto de reatores simples e para reações paralelas.
1) O documento descreve os modelos matemáticos para reatores contínuos em série e/ou paralelo para reações de primeira e segunda ordem. 2) Reatores em série fornecem a mesma conversão que um único reator de volume total igual à soma dos volumes individuais. 3) A eficiência máxima de reatores em paralelo exige que o tempo de residência seja igual em todos os reatores.
O documento discute os conceitos e tipos de destilação como um processo unitário de separação. A destilação é utilizada desde a era dos alquimistas para separar componentes de misturas líquidas. O documento define termos como temperatura de ebulição, ponto de bolha, equilíbrio líquido-vapor e fornece detalhes sobre destilação diferencial, destilação de equilíbrio, destilação fracionada e destilação azeotrópica.
Aula 4. balanço de massa com reação químicaLéyah Matheus
Este documento discute conceitos importantes de balanço de massa em processos químicos com reações, incluindo: 1) estequiometria de reações químicas; 2) reagente limitante versus em excesso; 3) conversão fracional e extensão da reação. Além disso, aborda reações múltiplas, rendimento e seletividade de processos químicos.
O documento resume 4 operações unitárias: peneiração, flotação, separação magnética e decantação. A peneiração separa partículas por tamanho através de peneiras. A flotação separa sólidos de diferentes densidades em um líquido. A separação magnética usa campos magnéticos para separar materiais com diferentes propriedades magnéticas. A decantação separa sólidos e líquidos imiscíveis deixando a mistura repousar. O procedimento prático descrito é a decantação de água e óle
O processo de solubilização de substâncias química acontece devido à interação entre o soluto (a espécie que se deseja solubilizar) e o solvente (substância que a dissolve). Para que haja essa interação é necessário observar alguns fatores como a estrutura da molécula, especialmente a polaridade das ligações e o tipo de ligação.
A força molecular mais forte é a ligação de hidrogênio seguida pelo dipolo-dipolo e por último a de van der Waals. Os compostos apolares ou fracamente polares tendem a serem solúveis em solventes apolares ou de baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade são solúveis em solventes também polares.
O documento discute vários processos unitários de separação química, incluindo extração líquido-líquido, extração sólido-líquido, absorção, dessorção, adsorção, troca iônica e separação por membranas. É apresentado o princípio, equipamentos e aplicações de cada processo.
Este relatório descreve experimentos sobre solubilidade e miscibilidade de diferentes substâncias. A solubilidade depende da polaridade das moléculas, com substâncias polares se dissolvendo em solventes polares e apolares em apolares. A miscibilidade ocorre quando substâncias se misturam, como água e etanol, mas não entre água e óleo. Detergentes podem tornar misturas imiscíveis temporariamente homogêneas.
1. O documento descreve experimentos para determinar a viscosidade e densidade de diferentes líquidos usando um viscosímetro de Ostwald e um picnômetro.
2. Os resultados experimentais são usados para calcular o coeficiente de viscosidade relativa de cada líquido em relação à água.
3. A densidade de cada líquido é calculada usando a fórmula d=m/V, onde m é a massa da amostra e V é o volume do picnômetro.
O documento discute modelos para o coeficiente de atividade em soluções. Ele explica que (1) a fugacidade é uma medida da tendência de uma substância escapar de uma fase e depende do estado de referência escolhido, (2) para a fase líquida, soluções ideais são usadas como estado de referência de acordo com as leis de Lewis-Randall e Henry, (3) o coeficiente de atividade quantifica quão ativa uma substância é em comparação ao estado de referência.
1. O documento descreve os principais tipos de evaporadores e suas aplicações no processo de concentração de soluções por evaporação do solvente.
2. São descritos evaporadores descontínuos, de convecção natural, de película ascendente/descendente, de circulação forçada, de múltiplos efeitos e outros, com suas principais características.
3. O documento fornece considerações básicas sobre a termodinâmica da evaporação e cálculos para dimensionamento de evaporadores.
O documento apresenta os conceitos fundamentais de balanço de massa em sistemas sem reações químicas. Discute-se que o balanço de massa é uma restrição imposta pela conservação da massa, onde a massa total de entrada deve ser igual à massa total de saída. Também são definidos termos como sistema aberto, fechado, operação em batelada e contínua. Por fim, apresentam-se as equações gerais para balanço de massa global e por componente em sistemas sem reações.
O presente Slide ou seja, apresentação em anexo do trabalho de Pesquisa Completo anteriormente por mim Publicado, ressalta nao toda informação do Proprio trabalho de Pesquisa e nao totalmente detalho pois que seria pra própria apresentação o detalhe ou seja, clarificar sobre informação a par do mesmo trabalho de pesquisa. (elaborado por mim Valdo Mario). Química Aplicada, Disciplina do Segundo ano Licenciatura em Engenharia Química UEM)
email alternativo>>
valdo.rai.mario@gmail.com
O documento descreve um experimento sobre a adsorção de ácido acético em carvão ativado. Foram traçadas as isotermas de Freundlich e Langmuir e determinadas as constantes de adsorção. A isoterma de Freundlich descreveu melhor os dados, indicando que a adsorção ocorreu em multicamadas.
O documento descreve três tipos ideais de reatores químicos: reatores em batelada, reatores com escoamento pistonado e reatores de mistura perfeita. Explica as características de cada um e fornece exemplos de equações cinéticas para modelar reações químicas em cada tipo de reator.
O documento apresenta o conceito de operações unitárias, definindo-as como seqüências de operações físicas necessárias para viabilizar processos químicos industriais. Descreve os principais tipos de operações unitárias como mecânicas, transferência de calor e transferência de massa, dando exemplos de equipamentos utilizados em cada uma.
O documento apresenta um resumo sobre operações unitárias, definindo conceitos fundamentais como conversão de unidades, balanço material e energético. Também descreve brevemente alguns processos unitários como destilação, extração líquido-líquido, fluidização de sólidos e separação sólido-gás.
O documento descreve os principais conceitos e métodos para análise de destilação, incluindo: (1) componentes básicos de uma coluna de destilação, (2) objetivo da destilação, (3) método de McCabe-Thiele para determinar número de estágios, (4) equações que representam linhas de operação e (5) influência da condição da alimentação.
O documento descreve o processo de destilação do vinho em 5 etapas: 1) Mede-se 100ml de vinho em uma proveta, 2) Transfere-se o vinho para um balão de destilação, 3) Fixa-se um termômetro na rolha do balão, 4) Liga-se o bico de Bunsen para aquecer o balão e iniciar a destilação.
A destilação é um processo de separação baseado no equilíbrio líquido-vapor que aquece uma mistura e condensa seus vapores para separar substâncias com diferentes pontos de ebulição. A destilação fracionada usa uma coluna com obstáculos para promover múltiplas etapas de vaporização e condensação, permitindo uma separação mais completa de misturas.
O documento fala sobre a dengue, doença transmitida pelo mosquito Aedes aegypti. Ele explica que é preciso eliminar os focos de água parada para combater a dengue e lista ações como tampar lixo, amarrar sacos plásticos, tirar água de pneus e tampar caixas d'água.
Esta tese analisa o desempenho de uma coluna de destilação contendo recheio estruturado operando com duas cargas diferentes. Testes experimentais foram realizados na coluna de laboratório para estimar a eficiência do recheio. Modelos teóricos de transferência de massa foram comparados aos resultados experimentais para avaliar qual modelo se ajusta melhor. Simulações no software PRO/II foram realizadas para determinar as melhores condições operacionais.
A destilação simples e fracionada são métodos para separar misturas homogêneas aquecendo-as e condensando os vapores. A destilação simples separa sólido-líquido deixando o sólido no balão. A fracionada usa coluna para separar líquido-líquido por ponto de ebulição, como no petróleo.
O documento lista os materiais necessários para realizar a destilação simples do vinho tinto, incluindo suportes universais, nozes, garra, balão de destilação, condensador de Liebig e outros itens. Ele também descreve brevemente os passos do procedimento experimental, no qual o professor monta o equipamento com balão de destilação e condensador de Liebig ligados por garras e nozes em suportes universais.
Este documento descreve diferentes técnicas de separação de misturas, incluindo destilação simples e fracionada para separar misturas homogêneas, filtração a vácuo para separar misturas sólido-líquido, e destilação atmosférica para obter oxigênio e nitrogênio a partir do ar.
Projeto de uma Torre de Destilação Atmosférica de Petróleo, Utilizando Softwa...Diego Queiroz
1) O documento apresenta o projeto de uma torre de destilação atmosférica utilizando o petróleo venezuelano Tia Juana Leve como caso base.
2) Foi utilizado o software UniSim Design para balanço de massa e energia e dimensionar a torre com 8 seções e 52 pratos.
3) O software KG-Tower dimensionou os dispositivos de contato com base nos resultados do UniSim, resultando em uma torre de 40m de altura.
Este documento explica o processo de destilação e seus tipos. A destilação é um processo de separação que envolve mudanças de estado físico, sendo usada para separar misturas homogêneas com base nos pontos de ebulição dos componentes. A destilação fracionada separa líquidos de petróleo conforme ebulição. Sua origem remonta aos alquimistas alexandrinos que desenvolveram esta técnica.
O documento descreve diferentes tipos de destilação usados em indústrias químicas, incluindo destilação fracionada, destilação extrativa e destilação azeotrópica. Ele também explica como esses processos são usados na fabricação de glicerina, refino de petróleo e produção de álcool.
O documento descreve os principais processos de destilação e separação utilizados no refino de petróleo, incluindo destilação atmosférica, destilação a vácuo e outros processos como desasfaltação a propano e extração de aromáticos. A destilação fracionada é o principal processo de separação e permite obter diferentes frações do petróleo com graus variados de pureza.
O documento descreve três métodos de separação de gases: liquefação fracionada, criogenia e absorção. A liquefação fracionada envolve liquefazer os gases e depois destilar fracionadamente. A criogenia envolve filtrar, comprimir, resfriar e destilar gases parcialmente condensados a temperaturas muito baixas. A absorção usa carvão ativo para separar gases. Exemplos de aplicação desses métodos para obter oxigênio, nitrogênio, argônio, criptônio e xenônio são fornecidos
1. O documento descreve diferentes processos de destilação, incluindo destilação simples, destilação fracionada e bidestilação.
2. Experimentos foram realizados para separar misturas de etanol e água usando esses métodos.
3. Os resultados mostraram que os processos de destilação aumentam a concentração final do destilado em relação à concentração inicial da mistura, com a bidestilação produzindo o destilado de etanol mais concentrado.
A destilação é um processo de separação baseado na diferença de volatilidade entre substâncias em uma mistura líquida. Ao aquecer a mistura, as substâncias mais voláteis evaporam e são condensadas separadamente. Existem diferentes tipos de destilação para separar misturas como azeótropos ou quando a diferença de ponto de ebulição é pequena.
O documento descreve o processo de absorção, no qual um gás é removido seletivamente de uma mistura gasosa ao entrar em contato com um solvente líquido no qual é solúvel. Detalha os tipos de colunas usadas no processo, incluindo colunas de pratos perfurados e colunas com enchimento estruturado, e fatores a serem considerados na escolha do solvente e do tipo de coluna.
É um trabalho que abrange como funcionam torres de separação por 3 tipos de operações,tais como absorção,adsorção e destilação,além de uma definição básica do conceito de cada uma delas.
O documento descreve os processos de destilação simples e fracionada. A destilação simples separa misturas homogêneas de sólido e líquido aquecendo a mistura até ebulição. A destilação fracionada separa misturas líquidas utilizando uma coluna de fracionamento para separar os componentes por ponto de ebulição.
1. O documento descreve o método de McCabe-Thiele para projetar torres de destilação binárias.
2. O método usa balanços de massa em cada estágio para derivar linhas de operação que representam a separação dos componentes.
3. Isto permite determinar o número mínimo de estágios e as composições nos estágios para atingir as especificações de destilado e produto de fundo.
O documento descreve o método gráfico de McCabe-Thiele para projetar colunas de destilação binária. Ele apresenta os conceitos de linhas de operação para as seções de retificação e stripping, balanços de massa na coluna, e como traçar a curva de equilíbrio no diagrama de McCabe-Thiele para determinar o número mínimo de estágios.
O documento apresenta diferentes métodos para balancear equações químicas, incluindo método algébrico, método do íon-elétron, e método da oxi-redução. Exemplos são fornecidos para ilustrar cada método. O balanceamento de equações depende do meio também é discutido, com exemplos de balanceamento em meios aquosos e ácidos.
O documento discute Termoquímica e fornece exemplos de como calcular a variação de entalpia (ΔH) em reações químicas de diferentes maneiras. As reações podem ser classificadas como endotérmicas ou exotérmicas dependendo se absorvem ou liberam calor. O ΔH é calculado como a entalpia dos produtos menos a entalpia dos reagentes.
O documento discute psicrometria, que é o estudo das misturas de ar e vapor d'água. Apresenta definições-chave como umidade absoluta e relativa e discute leis e conceitos como a Lei de Dalton que descreve a pressão total de uma mistura gasosa. Também explica transformações psicrométricas como aquecimento seco, resfriamento com desumidificação e componentes de sistemas de ar condicionado.
O documento descreve diferentes tipos de agitação e mistura em tanques, listando 10 exemplos de sua aplicação em processos industriais. Em seguida, explica que a agitação envolve a movimentação de líquidos em tanques por meio de impulsores giratórios, e que é uma operação unitária comum em indústrias de pequeno, médio e grande porte. Por fim, descreve os principais componentes de um tanque agitado e alguns tipos de impulsores utilizados de acordo com a viscosidade do fluido.
O documento discute fundamentos sobre agentes ambientais e limites de exposição, incluindo definições de termos como fator de proteção atribuído, fator de proteção requerido e conversões entre unidades de medidas de concentração. Há também exemplos de cálculos para determinar valores corrigidos de limites de acordo com variáveis como temperatura, pressão e jornada de trabalho.
A pressão de vapor de uma substância depende da sua temperatura. Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor. Soluções aquosas de solutos iônicos tendem a ter menores pressões de vapor do que soluções de solutos moleculares da mesma concentração, devido ao maior número de partículas dispersas nas soluções iônicas.
1) O documento apresenta informações sobre a disciplina de Operações Unitárias I, incluindo objetivos, datas de provas, critérios de avaliação e condições em sala de aula.
2) É introduzido o conceito de operações unitárias e são listados os processos mais comuns na indústria, como evaporação, secagem e destilação.
3) São fornecidas informações preliminares sobre unidades, temperatura, pressão e leis dos gases ideais para embasar o estudo das operações unitárias.
Trabalho de reatores -Exercicios do fogler - reações multiplasRomário Ewerton
O documento discute projetos de reatores químicos, incluindo:
1) Tipos de reatores como tubulares e suas equações de balanço molar e projeto.
2) Reações químicas como simples, múltiplas, desejadas e indesejadas.
3) Seletividade e como maximizar produtos desejados em reações paralelas ou em série.
O documento apresenta métodos para balancear equações químicas, incluindo método algébrico, método do íon-elétron, método da oxi-redução e balanceamento dependendo do meio. Exemplos são fornecidos para ilustrar cada método. O balanceamento correto requer que os átomos de cada elemento estejam presentes em igual quantidade nos reagentes e produtos.
O documento apresenta métodos para balancear equações químicas, incluindo método algébrico, método do íon-elétron, método da oxi-redução e balanceamento dependendo do meio. Exemplos são fornecidos para ilustrar cada método. O balanceamento correto requer que os átomos de cada elemento estejam presentes em igual quantidade nos reagentes e produtos.
O documento discute vários exemplos de aplicações da derivada em física, química e engenharia, incluindo a lei dos gases de Boyle, corrente elétrica, lei de Ohm, lei da indução, fluxo de fluidos em dutos, e tanque de água cônico. A derivada é usada para determinar como variáveis como volume, velocidade e nível de água variam em relação a outras variáveis como pressão, corrente e tempo.
Este documento discute fundamentos sobre agentes ambientais químicos e limites de exposição, incluindo fatores de proteção atribuídos, limites de tolerância, valores máximos, conversões entre unidades de medida e aplicações práticas de cálculos envolvendo pressão, temperatura e volume.
O documento descreve um treinamento técnico realizado pela empresa KSB Bombas Hidráulicas S/A para seus funcionários, distribuidores e clientes sobre bombas centrífugas, válvulas e sistemas de bombeamento. A empresa mantém um centro de treinamento com equipamentos modernos onde são ministrados cursos e treinamentos teóricos e práticos por especialistas. O documento apresenta um manual de treinamento desenvolvido por uma equipe experiente da empresa com o objetivo de fornecer conceitos e informações essenciais de forma conc
O documento discute princípios de conservação da massa, momento e energia para escoamentos em tubulações e dispositivos. Apresenta a equação de Bernoulli para escoamentos incompressíveis e o conceito de número de Reynolds para escoamentos laminar e turbulento. Explica os tipos de arrasto em objetos em movimento em um fluido.
1) A agitação é uma operação unitária que movimenta líquidos em tanques através de impulsores giratórios para dissolver sólidos e líquidos, misturar fluidos e dispersar gases.
2) Existem vários tipos de impulsores para diferentes viscosidades de fluidos, incluindo turbinas, hélices e âncoras. Os parâmetros-chave como número de potência, número de Reynolds e geometria do tanque e impulsor determinam o padrão de escoamento.
3) O cálculo da potência leva em
O documento descreve propriedades coligativas que estudam o efeito da presença de solutos em soluções, como abaixamento da pressão de vapor, elevação da temperatura de ebulição e abaixamento da temperatura de solidificação. Exemplos mostram como esses efeitos dependem do número e tipo de partículas dissolvidas e como podem ser usados para calcular massas molares de solutos.
1) O documento discute conceitos de solução, solvente e soluto.
2) Grandes parte das soluções são líquidas, mas existem também soluções sólidas e gasosas.
3) São exemplos de diferentes tipos de soluções.
O documento apresenta conceitos e correlações para o cálculo de transferência de calor por convecção em escoamentos externos laminar e turbulento. São descritos os números de Nusselt, Reynolds, Prandtl e Schmidt, assim como correlações empíricas para geometrias como placas planas e cilindros circulares.
1. EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR
Solução ideal:
Consideremos uma solução:
-Composta de várias substâncias voláteis;
-A solução líquida e o vapor estão em equilíbrio;
-A pressão total no recipiente é p=p1+p2+...+pn (Lei de Dalton);
-Onde pi=xipi
o (Lei de Raoult)
Fase vapor
p,yi
Fase líquida
xi
-Onde pi=xipi (Lei de Raoult)
-yi = pi/p
-Σxi=1
-Σyi=1
-xi é a fração molar do componente i na fase líquida
-pi
o é a pressão de vapor do componente i puro
-yi é a fração molar do componente i na fase vapor
2. SOLUÇÕES – MAIS DE UM COMPONENTE VOLÁTIL
Conceitos básicos de equilíbrio líquido-vapor para misturas binárias ideais
Considere uma mistura, em equilíbrio líquido-vapor, dos componentes a e b em um
reservatório fechado.
LEI DE DALTON:
P=PA+PB
LEI DE RAOULT:
PA=PAºxA
PB=PBºxB
A,B
P
MISTURA BINÁRIA:
xA+xB=1; yA+yB=1
SENDO:
P=PRESSÃO TOTAL DO SISTEMA
PA = PRESSÃO PARCIAL DE A
PB = PRESSÃO PARCIAL DE B
PAº = PRESSÃO DE VAPOR DE A
PBº = PRESSÃO DE VAPOR DE B
xA = FRAÇÃO MOLAR DE A NA FASE LÍQUIDA
xB = FRAÇÃO MOLAR DE B NA FASE LÍQUIDA
yA = FRAÇÃO MOLAR DE A NA FASE VAPOR
yB = FRAÇÃO MOLAR DE B NA FASE VAPOR
xA+xB=1; yA+yB=1
3. A PARTIR DAS LEIS DE DALTON E DE RAOULT, É POSSÍVEL OBTER A FRAÇÃO
MOLAR DE UM DOS COMPONENTES A PARTIR DOS VALORES DAS PRESSÕES
DE VAPOR E DA PRESSÃO TOTAL NO SISTEMA.
xA=(P-PB
0)/(PAº-PBº);
A FRAÇÃO MOLAR DE A NA FASE VAPOR PODE SER CALCULADA A PARTIR DA
SEGUINTE RELAÇÃO:
EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR
LEIS DE DALTON E RAOULT
yA = PA/P = (PAº xA) / P
DEFINE-SE A VOLATILIDADE RELATIVA DE A PARA B (αAB) COMO SENDO:
αAB=PAº/PBº=[yA(1-xA)] / [xA(1-yA)]
4. CONSTRUÇÃO E UTILIZAÇÃO DO DIAGRAMA TEMPERATURA VERSUS
COMPOSIÇÃO PARA UMA MISTURA BINÁRIA IDEAL
PARA A CONSTRUÇÃO DO DIAGRAMA TEMPERATURA VERSUS COMPOSIÇÃO,
DEVE-SE CONHECER A PRESSÃO DE VAPOR DE CADA COMPONENTE DA
MISTURA EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA.
UMA EQUAÇÃO ÚTIL PARA DETERMINAR A PRESSÃO DE VAPOR DE UM
DETERMINADO COMPONENTE EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA É A EQUAÇÃO DE
ANTOINE:
log(Pº)=A-B/(C+T)
ONDE A, B, e C SÃO AS CONSTANTES DA EQUAÇÃO DE ANTOINE PARA UM
DETERMINADO COMPONENTE DA MISTURA.
5. CONSTRUÇÃO E UTILIZAÇÃO DO DIAGRAMA TEMPERATURA VERSUS
COMPOSIÇÃO PARA UMA MISTURA BINÁRIA IDEAL
EXEMPLO: PARA A MISTURA METANOL-ETANOL A 760 mmHg
METANOL (A) ETANOL (B)
A 8,07240 8,21330
B 1574,990 1652,050
C 238,870 231,480
Teb.(ºC) 64,5 78,3
6. CONSTRUÇÃO E UTILIZAÇÃO DO DIAGRAMA TEMPERATURA VERSUS
COMPOSIÇÃO PARA UMA MISTURA BINÁRIA IDEAL
TABELA DE RESULTADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO EQUACIONAMENTO
7. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO
CONSTRUÇÃO E UTILIZAÇÃO DO DIAGRAMA TEMPERATURA VERSUS
COMPOSIÇÃO PARA UMA MISTURA BINÁRIA IDEAL
DIAGRAMATEMPERATURAVERSUS
COMPOSIÇÃODEMETANOL(A) PARAA
MISTURAMETANOL-ETANOL
72
74
76
78
80
T(ºC)
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
y,fraçãomolardemetanol
fasevapor
Diagrama de equilíbrio sistema
metanol-etanol
64
66
68
70
72
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
fraçãomolardeA
T(ºC)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
y,fraçãomolardemetanol
fasevapor
x, fração molar de metanol
fase líquida
8. DIAGRAMA TEMPERATURA VERSUS COMPOSIÇÃO MISTURA AZEOTRÓPICA
MISTURA AZEOTRÓPICA
COM TEMPERATURA DE
EBULIÇÃO MÍNIMA
EX: ETANOL-ÁGUA
95,6% ETANOL
4,4% DE ÁGUA
MISTURA AZEOTRÓPICA COM
TEMPERATURA DE EBULIÇÃO
MÁXIMA
EX: ÁCIDO FÓRMICO – ÁGUA
22,5% ÁCIDO FÓRMICO
77,5% ÁGUA
9. DESTILAÇÃO
DESTILAÇÃO:
- OPERAÇÃO UNITÁRIA UTILIZADA NA PURIFICAÇÃO DE MISTURAS DE
LÍQUIDOS MISCIVEIS E COM VOLATILIDADES DIFERENTES;
-REALIZADA EM CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR;
-O COMPONENTE MAIS VOLÁTIL É CONCENTRADO NO DESTILADO E O
MENOS VOLÁTIL É CONCENTRADO NO RESÍDUO;
-PODE SER REALIZADA EM UM ÚNICO ESTÁGIO OU EM MÚLTIPLOS
ESTÁGIOS.ESTÁGIOS.
resíduo destilado
10. DESTILAÇÃO EM UM ÚNICO ESTÁGIO
DESTILAÇÃO SIMPLES (BATELADA)
-BAIXA EFICIÊNCIA (UM ÚNICO ESTÁGIO)
-NORMALMENTE UTILIZADA COMO UMA
ETAPA INICIAL DE REMOÇÃO DE
COMPONENTES MAIS VOLÁTEIS.
-UTILIZADA EM ESCALA DE BANCADA,
POR SER DE SIMPLES OPERAÇÃO E
BAIXO CUSTO DE IMPLEMENTAÇÃO.BAIXO CUSTO DE IMPLEMENTAÇÃO.
-UTILIZADA TAMBÉM NA INDÚSTRIA DE
BEBIDAS.
DESTILAÇÃO FLASH (CONTÍNUA)
-BAIXA EFICIÊNCIA (UM ÚNICO
ESTÁGIO)
-NORMALMENTE UTILIZADA COMO
UMA ETAPA AUXILIAR À OUTRA
OPERAÇÃO DE DESTILAÇÃO
11. DESTILAÇÃO EM MÚLTIPLOS ESTÁGIOS:
-PODEM SER OPERADAS EM
BATELADA OU DE FORMA
CONTÍNUA;
-MELHOR EFICIÊNCIA DE
SEPARAÇÃO;
-VÁRIAS FORMAS DE OPERAÇÃO;
-PODEM SER RETIRADAS
FRAÇÕES DE DIFERENTESFRAÇÕES DE DIFERENTES
CONCENTRAÇÕES NA COLUNA,
POSSIBILITANDO A OBTENÇÃO DE
DIFERENTES PRODUTOS EM UMA
ÚNICA COLUNA;
-CONCENTRAÇÃO DE MAIS
VOLÁTEIS AUMENTA EM DIREÇÃO
AO TOPO DA COLUNA;
-AMPLA APLICAÇÃO INDUSTRIAL.
12. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL
- LÍQUIDO É SUBMETIDO A UMA EVAPORAÇÃO LENTA;
- O VAPOR PRODUZIDO É LOGO REMOVIDO (NÃO SENDO
RECONDENSADO NO INTERIOR DO DESTILADOR), CONDENSADO É
COLETADO COMO DESTILADO;
- A PRIMEIRA PORÇÃO É MAIS RICA NOS COMPONENTES MAIS
VOLÁTEIS.
- NO DECORRER DA A OPERAÇÃO O VAPOR VAI FICANDO MAIS POBRE
NOS COMPONENTES MAIS VOLÁTEIS.
13. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EQUACIONAMENTO PARA
MISTURAS BINÁRIAS
BALANÇO MATERIAL GLOBAL
VOLUME DE CONTROLE LÍQUIDO NO DESTILADOR
Entra – Sai = Acumula
Entra = 0
Sai = dV
Acumula = -dL
LOGO:
dV = dL(1)
14. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EQUACIONAMENTO PARA
MISTURAS BINÁRIAS
BALANÇO MATERIAL PARA UM DOS COMPONENTES
VOLUME DE CONTROLE LÍQUIDO NO DESTILADOR
Entra – Sai = Acumula
Entra = 0
Sai = ydV
Acumula = - d(Lx) = -( Ldx +xdL)
LOGO:
ydV = Ldx + xdL (2)
15. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EQUACIONAMENTO PARA
MISTURAS BINÁRIAS
PARTINDO DAS EQUAÇÕES 1 (dV = dL) E 2 (ydV = Ldx + xdL), OBTÉM-SE:
INTEGRANDO O LADO ESQUERDO DA EQUAÇÃO E REARRANJANDO:
A INTEGRAL DO LADO DIREITO DA EQUAÇÃO PODE SER INTEGRADAA INTEGRAL DO LADO DIREITO DA EQUAÇÃO PODE SER INTEGRADA
UTILIZANDO MÉTODOS NUMÉRICOS, COMO POR EXEMPLO O MÉTODO
DOS TRAPÉZIOS.
n = NÚMERO DE INTERVALOS
UTILIZADOS NA INTEGRAÇÃO
16. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EQUACIONAMENTO PARA
MISTURAS BINÁRIAS
CASO PARTICULAR: VOLATILIDADE APROXIMADAMENTE CONSTANTE:
α=[y(1-x)] / [x(1-y)] y = αx/[1+(α-1)]
DESTA FORMA:
OU
OU AINDA:OU AINDA:
PARA MISTURA DE MULTICOMPONENTES IDEAL PODE-SE RELACIONAR
L, L0 DE DOIS ELEMENTOS QUAISQUER (i E j) E A RESPECTIVA
VOLATILIDADE RELATIVA :
17. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EXEMPLO
Deseja-se concentrar o etanol de uma mistura contendo, praticamente, etanol
e água. Sabendo-se que a temperatura de ebulição da mistura inicial é de
80ºC e que o corte da destilação foi realizado a 85ºC, estime a fração molar
de etanol na mistura inicial (x0), no resíduo (x) e no destilado (xD).
A) Considere para a estimativa as condições operacionais de destilação
diferencial.
B) Compare xD com o valor médio de y.
Dado: Diagrama T versus fração molar de etanol
18. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EXEMPLO
A) Solução:
A fração molar inicial (x0) e no resíduo (x) podem ser obtidas diretamente no
diagrama temperatura versus composição.
x0 = 0,47
x = 0,14
19. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EXEMPLO
Deteminação de xD:
Do diagrama:
T x y
80 0,47 0,64
81 0,37 0,60
82 0,29 0,56
83 0,22 0,5483 0,22 0,54
84 0,17 0,52
85 0,14 0,48
20. DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EXEMPLO
CALCULOS:
ln(L0/L) = 1,31 L0=3,7L
BALANÇO MATERIAL GLOBAL: L0=L+D D=2.7L
BALANÇO MATERIAL PARA O ETANOL:
L0x0=Lx+DxD 3,7*L*0.47=L*0.14+2.7*L*xD
xD=0,59 valor médio de y = 0,56
21. DESTILAÇÃO FLASH - EQUACIONAMENTO PARA MISTURAS
BINÁRIAS
Balanço Material Global:
F = L + V
Balanço Material para um dos componentes:
X F = x L + y V
22. DESTILAÇÃO FLASH - EXEMPLO
CONSIDERE QUE UMA MISTURA DE BENZENO E TOLUENO CONTENDO 40% EM
MOLS DE BENZENO SEJA DESTILADA EM UM TAMBOR DE FLASH OPERANDO A
300K E 50 mmHg. SE O FLUXO MOLAR DA ALIMENTAÇÃO FOR DE 1000 mol/h,
CALCULE OS FLUXOS E AS FRAÇÕES MOLARES NAS SAÍDAS DE LÍQUIDO E DE
VAPOR.
DADO: DIAGRAMA PRESSÃO VERSUS COMPOSIÇÃO.
90
110
30
50
70
90
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
fração molar de benzeno
P(mmHg)
xA=(P-PBo)/(PAº-PBº) yA =(PAº xA) / P
l a v
23. DESTILAÇÃO FLASH - EXEMPLO
Solução:
F=1000 mol/h, z=0,4
Do diagrama pressão versus
composição:
x=0,24 e y=0,50
Balanço Material Global:
F = L + V V=1000-L (1)
Balanço Material de benzeno:
30
50
70
90
110
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
fração molar de benzeno
P(mmHg)
xA=(P-PBo)/(PAº-PBº) yA =(PAº xA) / P
l a v
Balanço Material de benzeno:
z F = x L + y V (2)
Substituindo...
0,4*1000=0,24*L+0,5*(1000-L)
L=100/0,26=384,6 mol/h
V=1000-384,6=615,4 mol/h
24. DESTILAÇÃO FRACIONADA
Exemplo:
Considere uma coluna de fracionamento na qual ocorra a separação total entre os
componentes em uma mistura binária, apresente qual a composição de cada
componente no resíduo e no destilado para as seguintes condições:
A) Mistura ideal com A mais volátil que B;
B) Mistura ideal com B mais volátil que A;
C) Mistura com formação de azeótropo com temperatura de ebulição mínima;
D) Mistura com formação de azeótropo com temperatura de ebulição máxima.
27. DISTRIBUIÇÃO DE UM SOLUTO ENTRE DOIS SOLVENTES (LEI DE NERNST)
Lei de distribuição de Nernst:
Em soluções diluídas uma substância se distribui entre dois solventes imiscíveis então a razão da
concentração em um solvente para a concentração em segundo solvente sempre resulta em uma
constante (a T cte).Essa razão constante de concentrações para a distribuição de um soluto
entre dois solventes particulares é chamado de coeficiente de distribuição ou coeficiente de
partição para uma substância entre dois solventes.
Coeficientes de distribuição de = conc. de A em 1 = K (a T cte)
A entre solventes 1 e 2 conc. de A em 2
O coeficiente de distribuição tem um valor constante para cada soluto considerado e depende daO coeficiente de distribuição tem um valor constante para cada soluto considerado e depende da
natureza dos solventes usados em cada caso.
É evidente que nem todo soluto A será transferido para o solvente 2 numa extração simples a
não ser que K seja muito grande. Normalmente são necessárias várias extrações para remover
todo soluto A do solvente 1. Na extração do soluto de uma solução, é sempre melhor usar
diversas porções pequenas do segundo solvente do que fazer uma extração simples com uma
porção grande.
28. Exemplo 1: Suponha, que uma determinada extração proceda com um coeficiente de
distribuição de 10, ou seja, K=10. O sistema consiste de 50mg de componente
orgânico dissolvido em 1,00mL de água (solvente 1). Nesse caso, compare a
eficácia de 3 extrações de 0,50mL com éter etílico (solvente 2) com 1 extração de
1,50mL de éter etílico.
DISTRIBUIÇÃO DE UM SOLUTO ENTRE DOIS SOLVENTES (LEI DE NERNST)
30. COEFICIENTES DE DISTRIBUIÇÃO – EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR
Os coeficientes de distribuição são bastante úteis no cálculo envolvendo a
destilação contendo vários componentes voláteis na mistura:
Ki=yi/xi
O conhecimento do valor de Ki possibilita o cálculo da concentração em uma fase
em função da concentração conhecida na outra.
Para misturas não ideais existem várias metodologias para o cálculo de Ki, essas
metodologias normalmente empregam métodos de modelagem e simulação que
serão apresentadas futuramente.serão apresentadas futuramente.
Uma metodologia empregada é a utilização de diagramas como, por exemplo o
normógrafo DePriester, que pode ser encontrado no “Manual de Engenharia
Química”, Perry e Chilton.
33. COEFICIENTES DE DISTRIBUIÇÃO – NORMÓGRAFO “DEPRIESTER”
Ex 1. Utilize o normógrafo DePriester para obter o diagrama temperatura-
composição para a mistura binária de isobutano com propano a 150 psia.
Resolução:
Considerando isobutano=a e isopropano=b
Ka=ya/xa; Kb=yb/xb; xa+xb=1; ya+yb=1 (4 equações e 4 incóginitas)
Colocando tudo em função de xa:
xb=1-xa; ya=Ka*xa; yb=Kb*(1-xa) para ya+yb=1:
Ka*xa+Kb*(1-xa)=1 xa=(1-Kb)/(Ka-Kb)
Para encontrar o intervalo de temperaturas:Para encontrar o intervalo de temperaturas:
A temperatura de ebulição de a ocorre para Ka=1;
A temperatura de ebulição de b ocorre para Kb=1;
Agora, o trabalho “braçal” fica por conta do aluno!!!
34. COEFICIENTES DE DISTRIBUIÇÃO – NORMÓGRAFO “DEPRIESTER”
Ex 2. Estime as temperaturas do ponto de orvalho e do ponto de bolha para uma
mistura contendo 20% (molar) de n-butano, 50% (molar) de n-pentano e 30%
molar de n-hexano a 15 psia.
Resolução: o método é iterativo.
Considerando nbutano=1; npentano=2; nhexano=3;
Estimativa do ponto de bolha (primeiro traço de vapor): zi=xi
Supondo que aquele com a volatilidade intermediária (n-butano) tenha K2=1:
Traçando a reta no DePriester ver próximo slide:
Primeira iteração (linha vermelha)Primeira iteração (linha vermelha)
K1=3, K2=1 e K3=0,33;
Deve satisfazer a igualdade:
Σyi= ΣKixi =1 3*0,2+1*0,5+0,33*0,3=1,199>1 T muito elevada. Nova estimativa
de K2 = 1/1,199=0,834
Segunda iteração linha azul:
K1=2,85; K2=0,83; K3=0,29 2,85*0,2+0,83*0,5+0,29*0,3=1,072 Tmuito elev.
Nova estimativa K2=0,83/1,072=0,77
Terceira iteração linha verde:
K1=2,7;K2=0,78;K3=0,26 2,7*0,2+0,78*0,5+0,26*0,3=1,008 Erro pequeno
Logo Tbolha=84ºF (primeiro traço de vapor)
36. COEFICIENTES DE DISTRIBUIÇÃO – NORMÓGRAFO “DEPRIESTER”
Ex 2.
Estimativa do ponto de orvalho (primeiro traço de líquido): zi=yi
Supondo que aquele com a volatilidade intermediária (n-butano) tenha K2=1:
Traçando a reta no DePriester ver próximo slide:
Primeira iteração (linha vermelha)
K1=3, K2=1 e K3=0,33;
Deve satisfazer a igualdade:
Σxi= Σyi/Ki =1 0,2/3+0,5/1+0,3/0,33=1,476>1 T muito baixa. Nova estimativa de
K2 = 1,476/1=1,476
Segunda iteração linha laranja:Segunda iteração linha laranja:
K1=4,7; K2=1,5; K3=0,54 0,2/4,7+0,5/1,5+0,3/0,54=0,93 Tmuito elev.
Interpolando entre1,476 (K2=1) e 0,93 (K2=1,5) e para 1, obtem-se: K2=1,25
Terceira iteração linha roxa:
K1=4;K2=1,25;K3=0,44 0,2/4+0,5/1,25+0,3/0,44=1,13
Interpolando entre1,13 (K2=1,25) e 0,93 (K2=1,5) e para 1, obtem-se: K2=1,41
Quarta iteração linha cinza:
K1=4,4;K2=1,4;K3=0,49 0,2/4,4+0,5/1,4+0,3/0,49=1,01 erro pequeno
Torvalho=118ºF
37. Ex 3. 100 lb moles/h de uma mistura contendo 15% em mols de etano, 20 % de
propano, 60% em mols de i-butano e 5 % em mols de n-butano são expandidos
em um tambor de flash a 32°F e 50 psia. Calcule os fluxos e as frações molares
de cada componente nas correntes de líquido e vapor na saída do tambor de
flash.
COEFICIENTES DE DISTRIBUIÇÃO – NORMÓGRAFO “DEPRIESTER”
38. SIMULAÇÃO DE PROCESSOS – PROPRIEDADES DE FLUIDOS
Atualmente, a simulação computacional é uma das mais importantes ferramentas
tecnológicas de processos, sendo amplamente utilizada não só na fase de projeto
mas também (e principalmente) durante a fase de operação das unidades.
A seguir será apresentada uma breve descrição de modelos capazes de descrever
as propriedades de fluidos para equilíbrios mono, bi e trifásicos, as quais são
comumente empregadas na simulação de operações unitárias tais como
destilação, extração, evaporação, entre outras.
39. SIMULAÇÃO DE PROCESSOS – EQUAÇÕES DE ESTADO
Alguns métodos baseados em equações de estado e suas aplicações específicas
são descritos no quadro seguinte.
40. SIMULAÇÃO DE PROCESSOS – EQUAÇÕES DE ESTADO
Alguns métodos baseados em equações de estado e suas aplicações específicas
são descritos no quadro seguinte.
41. SIMULAÇÃO DE PROCESSOS – MODELOS DE ATIVIDADE
Embora os modelos baseados
em equações de estado tenham
provado a sua aplicabilidade na
previsão das propriedades da
maior parte dos fluidos
constituídos por hidrocarbonetos
numa larga gama de condições
operatórias, a sua aplicação tem
sido limitada a componentes
essencialmente não polares ou
pouco polares. Para sistemas
altamente não polares ou muito
polares, devem usar-se
preferencialmente modelos de
atividade. Os modelos de
atividade listados no quadro
seguinte estão comumente
disponíveis no pacote de
propriedades dos simuladores.
42. SIMULAÇÃO DE PROCESSOS – MODELOS DE ATIVIDADE
Embora os modelos baseados
em equações de estado tenham
provado a sua aplicabilidade na
previsão das propriedades da
maior parte dos fluidos
constituídos por hidrocarbonetos
numa larga gama de condições
operatórias, a sua aplicação tem
sido limitada a componentes
essencialmente não polares ou
pouco polares. Para sistemas
altamente não polares ou muito
polares, devem usar-se
preferencialmente modelos de
atividade. Os modelos de
atividade listados no quadro
seguinte estão comumente
disponíveis no pacote de
propriedades dos simuladores.
43. SIMULAÇÃO DE PROCESSOS – MODELOS DE PRESSÃO DE VAPOR
Os modelos de pressão de vapor podem ser usados para misturas ideais a baixas
pressões. Misturas ideais incluem sistemas de hidrocarbonetos e misturas tais como
cetonas e álcoois, onde o comportamento da fase líquida é aproximadamente ideal.
Estes modelos podem também ser usados como uma primeira aproximação para
sistemas não ideais.
44. SIMULAÇÃO DE PROCESSOS – OUTROS MODELOS
Os modelos a seguir normamente compõem o pacote de propriedade de simuladores
porém não se enquadram em nenhum dos grupos mencionados anteriormente.
45. SIMULAÇÃO DE PROCESSOS – OUTROS MODELOS
Para realizar simulações deve-se levar em conta as seguintes considerações:
46. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
F
xF
D
xD
Condensador
Va, ya
La, xa
a
Prato de alimentação
Seção de Retificação
Refluxo
de topo
Produto
de topo
B
xB
Coluna de
retificação
CaldeiraVb, yb
Lb, xb
b
Seção de Dessorção
Refluxo
de fundo Produto
de fundo
47. 1) BALANÇO MATERIAL (MISTURAS BINÁRIAS):
Global: F = D + B (1) F.xF = D.xD + B.xB (2)
Caldeira: Lb = B + Vb (3) Lb.xb = B.xB + Vb.yb (4)
Condensador: Va = D + La(5) Va.ya = D.xD + La.xa (6)
DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
F
xF
D
xD
B
xB
Coluna de
retificação
Condensador
Caldeira
Va, ya
La, xa
Vb, yb
Lb, xb
a
b
Prato de alimentação
Seção de Retificação
Seção de Dessorção
Refluxo
de topo
Refluxo
de fundo
Produto
de topo
Produto
de fundo
A equação (8) é denominada Linha de Operação da Retificação (LOR) e mostra a relação entre as
composições de equilíbrio de dois pratos consecutivos da Seção de Retificação. A equação relaciona yn+1
(composição do vapor do prato n+1) e xn (composição do líquido do prato n). O prato n+1 é o prato abaixo
do prato n.
48. BALANÇO MATERIAL (MISTURAS BINÁRIAS):
DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
A equação (10) é denominada Linha de Operação da Dessorção (LOD) e mostra a relação
entre as composições de equilíbrio de dois pratos consecutivos da Seção de Dessorção. A
equação relaciona ym+1 (composição do vapor do prato m+1) e xm (composição do líquido do
prato m). O prato m+1 é o prato abaixo do prato m.
As equações da LOR e da LOD mostram que os estados de equilíbrio líquido-vapor nos
diversos pratos na coluna estão relacionados. O equilíbrio líquido-vapor em cada prato é o
resultado do equilíbrio térmico entre os fluxos que entram no prato (líquido que vem do prato
acima e vapor que vem do prato abaixo). As composições de equilíbrio x e y são função da
temperatura de equilíbrio do prato.
49. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
2) MÉTODO DE McCABE-THIELE:
Quando as Linhas de Operação representadas pelas equações (8) e (10) são traçadas em
um diagrama yx junto com a Curva de Equilíbrio para a mistura, o Método de McCabe-
Thiele permite determinar o número de pratos necessários para se obter a diferença de
concentração definida quer na Seção de Retificação, quer na Seção de Dessorção.
Aproximações do Método McCabe-Thiele: os fluxos de líquido (descendente) e de vapor
(ascendente) são admitidos constantes em todos os pratos de uma mesma seção da
coluna. Assim, na Seção de Retificação, temos fluxos constantes V e L e na Seção de
Dessorção temos fluxos constantes V’ e L’.
Razão de Refluxo – No topo da coluna, o vapor (com a vazão Va) flui para um
condensador. Parte do condensado é retirado como produto de topo (com a vazão D) e o
restante é refluxado para a coluna (com a vazão L ). A relação entre as vazões de líquidorestante é refluxado para a coluna (com a vazão La). A relação entre as vazões de líquido
que retorna para a coluna e produto de topo é denominada Razão de Refluxo: RD=La/D.
Como o Método de McCabe-Thiele considera que as vazões de líquido e de vapor são
constantes em cada Seção da coluna, na Seção de Retificação L = La e: RD=L/D=(V-D)/D.
50. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
2) MÉTODO DE McCABE-THIELE:
Prato de alimentação:
A alimentação pode ser realizada com a mistura em cinco estados físicos diferentes, que
podem ser representados, matematicamente, por um fator representado por f, definido
como o número de moles de vapor escoando na Seção de Retificação que resultam da
introdução de cada mol de alimentação. Os estados possíveis de alimentação são:
1º caso: alimentação é líquida, em uma temperatura inferior à temperatura de bolha (líquido
sub-resfriado):
Toda a vazão de alimentação é líquida e escoará para a Seção de Dessorção, sem gerar
vapor para a Seção de Retificação. Como a alimentação entra a uma temperatura baixa,
para atingir o equilíbrio térmico, trocará calor com o fluxo de vapor, causando a
condensação de parte desse fluxo, assim, na Seção de Retificação, o fluxo de vapor será
menor que o fluxo de vapor da Seção de Dessorção. Dessa forma, a alimentação não
gerará vapor na Seção de Retificação, ao contrário irá diminuir o fluxo de vapor, e o fator f
terá um valor negativo.
51. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
2) MÉTODO DE McCABE-THIELE:
2º caso: alimentação é líquida, na temperatura de bolha (líquido saturado):
A vazão de alimentação é líquida, na temperatura de bolha e escoará na Seção de
Dessorção, sem contribuir para o escoamento de vapor na Seção de Retificação, logo o
fator f será zero.fator f será zero.
3º caso: alimentação é uma mistura em equilíbrio de fases líquida e vapor:
A parte da alimentação que constitui a fase líquida irá escoar na Seção de Dessorção e a
parte da alimentação que constitui a fase vapor irá escoar na Seção de Retificação, na
forma de vapor, logo o fator f será igual à fração de vapor na alimentação. Assim, se na
alimentação tivermos 1/4 de vapor e 3/4 de líquido, f será igual a 1/4.
52. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
2) MÉTODO DE McCABE-THIELE:
4º caso: alimentação é vapor, na temperatura de orvalho (vapor saturado):
A vazão de alimentação é vapor, na temperatura de orvalho e escoará na Seção de
Retificação, gerando um mol de vapor para cada mol alimentado, logo o fator f será igual 1.
5º caso: alimentação é vapor, em uma temperatura superior à temperatura de orvalho5º caso: alimentação é vapor, em uma temperatura superior à temperatura de orvalho
(vapor superaquecido):
Toda a vazão de alimentação é vapor e escoará para a Seção de Retificação. Como a
alimentação entra a uma temperatura alta, para atingir o equilíbrio térmico, trocará calor
com o fluxo de líquido, causando a evaporação de parte desse fluxo, assim, na Seção de
Retificação, o fluxo de vapor será maior que o fluxo de vapor da Seção de Dessorção.
Dessa forma, na Seção de Retificação irá escoar mais de um mol de vapor, para cada mol
alimentado e o fator f será maior que 1.
53. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
2) MÉTODO DE McCABE-THIELE:
Linha de alimentação:
As vazões de líquido e de vapor são constantes em cada Seção da coluna. Entretanto,
devido à introdução da alimentação, as vazões de líquido e de vapor mudam de uma Seção
para outra.
Tem-se, então:
54. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
2) MÉTODO DE McCABE-THIELE:
Determinação do número de pratos de uma coluna:
No projeto de uma coluna de destilação com retificação, serão dados: a vazão de
alimentação (F), a composição da alimentação (xF), as composições desejadas dos produtos
(xD e xB), a razão de refluxo (RD) e o estado da alimentação (f). Com esses dados, pode-se
determinar as equações da Linha de Operação da Retificação, Linha de Operação da
Dessorção e Linha de Alimentação.
A Linha de Operação da Retificação sempre irá cruzar com a linha y=x no ponto (xD; xD). A
Linha de Operação da Dessorção sempre irá cruzar com a linha y=x no ponto (xB; xB) e a
Linha de Alimentação sempre irá cruzar com a linha y=x no ponto (xF; xF).Linha de Alimentação sempre irá cruzar com a linha y=x no ponto (xF; xF).
As Linhas de Operação representam as Seções da Coluna e a Linha de Alimentação está
associada ao prato de alimentação. Como o prato de alimentação é a interface entre as duas
Seções, as três linhas irão se cruzar num mesmo ponto.
Representando as três linhas num diagrama yx, juntamente com a Curva de Equilíbrio, obtém-
se o gráfico apresentado na sequência.
55. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
2) MÉTODO DE McCABE-THIELE:
A determinação do número de pratos e das composições de equilíbrio de cada prato é feita
graficamente, utilizando-se as linhas representadas, da seguinte forma:
1. Em cada prato, deve-se determinar as composições das fases líquida e vapor, x e y.
2. No prato 1 (prato do topo), a composição do vapor, y1 é igual a xD.
3. Determina-se, na curva de equilíbrio, a composição x1 correspondente a y1.
4. Determina-se, na LOR, a composição y2 correspondente a x1.
5. Determina-se, na curva de equilíbrio, a composição x correspondente a y .5. Determina-se, na curva de equilíbrio, a composição x2 correspondente a y2.
6. Determina-se, sucessivamente, as composições x e y, na LOR e na curva de equilíbrio,
até se obter um valor de x menor que o valor de x do ponto de interseção das três retas.
7. Passa-se, então, a utilizar a LOD para a determinação das composições y, ao invés da
LOR.
8. Continua-se a determinar, sucessivamente, as composições x e y, na LOD e na curva de
equilíbrio, até se obter um valor de x menor que xB.
9. Cada ponto sobre a curva de equilíbrio representa um prato da coluna e as coordenadas x
e y desses pontos representam as composições de equilíbrio de cada prato.
57. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
2) MÉTODO DE McCABE-THIELE – TRANSFERÊNCIA DE CALOR NO AQUECIMENTO E
RESFRIAMENTO:
Considerando que os efeitos de transferência de calor pela coluna sejam insignificantes
perante os apresentados no condensador e na caldeira, considerando constante o calor
latente λ, o calor fornecido pela caldeira será igual ao produto V’ λ o calor removido no
condensador será – V λ
Se vapor saturado for utilizado no aquecimento o fluxo de vapor ms será: ms = V’ λ / λs.
Se água líquida for utilizada no resfriamento, o fluxo de água mc será: mc= V’ λ / ∆Tágua.
58. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
3) NÚMERO MÍNIMO DE PRATOS (RAZÃO DE REFLUXO MÁXIMA):
Uma condição limite de operação ocorre quando se utiliza o refluxo máximo (infinito), ou seja
V=L. Nesta condição as linhas de operação coincidem com a linha diagonal base de 45º. Esta
condição é chamada de refluxo total e nessa condição número de pratos é mínimo, porém,
nessas condições todos os fluxos, de alimentação e dos produtos de topo e de fundo são
iguais a zero. A partir do conceito de volatilidade relativa média, o número mínimo de pratos
pode ser estimado pela equação de Fensk-Underwood.
=
log
1 −
1 −
log αAB
Se a variação de αAB entre a base e p topo da coluna for moderada, uma média geométrica
entre os valores extremos é recomendada para αAB.
Outra forma é resolver o problema graficamente, utilizando como linha base a linha de 45º
para a estimativa do número mínimo de pratos
=
log
1 −
1 −
log αAB
59. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
4) RAZÃO DE REFLUXO MÍNIMA:
Na condição de refluxo mínimo o número de pratos necessários é infinito. Considere a figura a
a seguir (figura 19-21 do Mc.Cabe). Na linha de operação afb tem-se a condição de operação
limite para número mínimo de pratose refluxo infinito. Nas linhas de operação representadas
pelos pontos aeb tem-se condições normais de operação. Na linha de operação adb tem-se a
condição limite de reciclo mínimo. Para reciclos menores que o mínimo obtem-se a linha agcb,
a qual apresenta linhas de operação fora das condições de equilíbrio ou fora das condições
operacionais de um destilador. Nessa condição a taxa de refluxo mínima é dada por:
RD=(xD-y’)/(y’-x’)
Essa equação não é aplicável para todos os sistemas, como no caso da mistura etanol-água,
onde a condição de refluxo mínimo é obtida a partir da tangente com a curva de equilíbrio ,
conforme apresentado na figura 19-22 do McCabe.
60. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
5) RAZÃO DE REFLUXO ÓTIMA:
A estimativa de refluxo ótimo do processo depende de uma análise financeira dos custos
envolvidos , principalmente com os encargos fixos que envolve o custo da unidade que é
proporcional à área total dos pratos utilizados no destilador (Mc.Cabe) e os custos envolvidos
no aquecimento (caldeira) e resfriamento (condensador) na torre, que são proporcionais à
taxa de refluxo utilizada.
61. DESTILAÇÃO COM RETIFICAÇÃO
EXERCÍCIO
Uma coluna de retificação deve ser projetada para separar 13600 kg/h de uma mistura de
40% em massa de benzeno e 60% em massa de tolueno, fornecendo um produto de topo
contendo 97% em massa de benzeno e um produto de fundo contendo, 98% em massa de
tolueno. A razão de refluxo deve ser de 3,5 moles de retorno para a coluna para cada mol de
produto de topo obtido. O calor latente molar do benzeno e do tolueno na alimentação são,
respectivamente, 30795 J/mol e 33305 J/mol. (Mbenz.=78 g/mol; Mtol.=92)
a) Determinar as vazões (molares) de produto de topo e de produto de fundo;
b) Determinar o número de pratos, as composições de equilíbrio em cada prato e a posição
do prato de alimentação se:
b.1) a mistura está líquida na temperatura de bolha;b.1) a mistura está líquida na temperatura de bolha;
b.2) a mistura está líquida a 26,7ºC (Cp = 1841 J/kg.ºC);
b.3) a mistura contém 2/3 de vapor e 1/3 de líquido.
c) Se vapor saturado a 1,4x105 Pa for utilizado no aquecimento, quanto vapor será requerido
para o aquecimento em cada um dos 3 casos do item b, assumindo desprezíveis as perdas
de calor pela coluna e considerando que na saída da caldeira tenha-se liquido saturado.
d) Considerando que a água de resfriamento entra no condensador a 27,6ºC e sai a 65,5ºC,
estime a quantidade de água requerida.
e) Estime a razão de refluxo mínima e o número de pratos mínimo para os casos b.1, b.2 e
b.3.