60154599 Balanco de Massa em destilacao 1

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BALANÇO MATERIAL NA COLUNA
A figura 26 representa uma coluna de destilação fracionada com seus acessórios, onde a serpentina de aquecimento foi substituída por um trocador de calor externo, o refervedor. Fazendo-se um balanço material, com base no componente mais volátil:
Balanço total:

F=D+B

( 32 )

Balanço parcial:

xF F = xD D + x B B

( 33 )

Eliminando B entre as equações:

( D / F ) = ( x F - xB ) / ( x D - x B )

( 34 )

Eliminando D entre as equações:

( B / F ) = ( xD - xF ) / ( xD - xB )

( 35 )

Estas equações permitem a determinação dos fluxos terminais da torre, quando são fixadas suas composições e as condições de alimentação.

Exemplo 5: Projeta-se uma coluna para obter 100 kg/h de álcool etílico a 94 % em peso, a partir de uma mistura 15 % molar, para uma concentração do produto de fundo de 0,01 molar . Determinar o fluxo de alimentação a ser admitido e o fluxo do produto de fundo.
Solução:
Etanol no destilado :

100 . 0,94 / 46 = 2,045 kgmol/h

Água no destilado :

100 ( 1 - 0,94 ) / 18 = 0,335 kgmol/h

D = 2,045 + 0,335 = 2,380 kgmol/h

;

xD = 2,045 / 2,380 = 0,859 molar

Com os dados do problema nas equações (32) e (33) :
F = 2,380 + B

B = 12,05 kgmol/h

0,15 F = 2,380 . 0,859 + 0,01 B

F = 14,45 kgmol/h

LINHAS DE OPERAÇÃO
Na figura 26, as seções de retificação e esgotamento estão representadas, respectivamente, pelas zonas I e II.
Pelo balanço material entre um prato n , na seção de retificação, e a saída de destilado no condensador, tem-se:
Vn+1 = D + Ln
( 36 )

Pela equação (37) :

yn+1.Vn+1 = xD D + xn Ln

( 37 )

yn+1 = ( Ln / Vn+1 ).xn + ( D / Vn+1 ).xD

( 38 )

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Pela equação (36) :

yn+1 = [ Ln / ( D + Ln ) ].xn + [ D / ( D + Ln ) ].xD

( 39 )

___________________________________________________________________

Considere agora um balanço material na seção de esgotamento da coluna de destilação, entre um prato m + 1 e o fundo da coluna.
Esta seção recebe do prato m o fluxo Lm , de concentração xm , e perde, além de B pelo