Balanço de Massa: A destilação flash é um processo de separação amplamente empregado na indústria química e petroquímica, caracterizado por ocorrer em um único estágio, no qual uma mistura é parcialmente vaporizada após uma redução de pressão ou adição de energia térmica. O processo é realizado em vasos separadores que podem operar em regime bifásico ou trifásico, promovendo a separação das fases líquido e vapor com base no equilíbrio termodinâmico. Do ponto de vista da disciplina de Balanço de Massa e Energia, a destilação flash constitui uma aplicação clássica dos princípios de conservação, permitindo a formulação de balanços globais e por componente para determinar vazões e composições das correntes de topo e fundo. Além disso, o processo possibilita a análise do balanço de energia, considerando o aquecimento da alimentação, a expansão na válvula e as trocas térmicas envolvidas. Dessa forma, o estudo da destilação flash, mostrado na figura 2 abaixo, integra conceitos fundamentais de termodinâmica, operações unitárias e conservação de massa e energia, sendo um exemplo didático e representativo de processos industriais reais. Você é um engenheiro químico e foi contratado para operar a destilação flash descrita exatamente no enunciado da questão 1. Dados os seguintes parâmetros abaixo que complementam o enunciado da questão 1, associados às correntes da figura 2, faça o que se pede: Dados fornecidos - Vazão total de alimentação (1): 1000 kg h⁻¹ - Fração mássica de benzeno na alimentação: 0,60 - Pressão de operação: 0,8 atm - Regime de operação: estacionário - Equipamento: separador flash - Vazão de benzeno na corrente de topo (2): 450 kg h⁻¹ - Vazão de tolueno na corrente de fundo (3): 300 kg h⁻¹ a) Calcule o valor da vazão mássica do componente benzeno na corrente 1. b) Calcule o valor da vazão mássica do componente benzeno na corrente 3. c) Calcule o valor da vazão total na corrente 3. d) Calcule o valor da vazão total na corrente 2. e) Calcule a vazão mássica do componente tolueno na corrente 1. f) Calcule a vazão mássica do componente tolueno na corrente 2. g) Monte uma tabela mostrando os valores da vazão de tolueno, benzeno e total para cada corrente.
A destilação flash é um processo de separação amplamente empregado na indústria química e petroquímica, caracterizado por ocorrer em um único estágio, no qual uma mistura é parcialmente vaporizada após uma redução de pressão ou adição de energia térmica. O processo é realizado em vasos separadores que podem operar em regime bifásico ou trifásico, promovendo a separação das fases líquido e vapor com base no equilíbrio termodinâmico.
Do ponto de vista da disciplina de Balanço de Massa e Energia, a destilação flash constitui uma aplicação clássica dos princípios de conservação, permitindo a formulação de balanços globais e por componente para determinar vazões e composições das correntes de topo e fundo. Além disso, o processo possibilita a análise do balanço de energia, considerando o aquecimento da alimentação, a expansão na válvula e as trocas térmicas envolvidas.
Dessa forma, o estudo da destilação flash, mostrado na figura 2 abaixo, integra conceitos fundamentais de termodinâmica, operações unitárias e conservação de massa e energia, sendo um exemplo didático e representativo de processos industriais reais.
Você é um engenheiro químico e foi contratado para operar a destilação flash descrita exatamente no enunciado da questão 1.
Dados os seguintes parâmetros abaixo que complementam o enunciado da questão 1, associados às correntes da figura 2, faça o que se pede:
Dados fornecidos
- Vazão total de alimentação (1): 1000 kg h⁻¹
- Fração mássica de benzeno na alimentação: 0,60
- Pressão de operação: 0,8 atm
- Regime de operação: estacionário
- Equipamento: separador flash
- Vazão de benzeno na corrente de topo (2): 450 kg h⁻¹
- Vazão de tolueno na corrente de fundo (3): 300 kg h⁻¹
a) Calcule o valor da vazão mássica do componente benzeno na corrente 1.
b) Calcule o valor da vazão mássica do componente benzeno na corrente 3.
c) Calcule o valor da vazão total na corrente 3.
d) Calcule o valor da vazão total na corrente 2.
e) Calcule a vazão mássica do componente tolueno na corrente 1.
f) Calcule a vazão mássica do componente tolueno na corrente 2.
g) Monte uma tabela mostrando os valores da vazão de tolueno, benzeno e total para cada corrente.
Imagem 1
Diagrama esquemático do separador flash mostrando: alimentação (1) passando por aquecedor e válvula para um vaso flash; do vaso saem corrente de topo (destilado, corrente 2), corrente de fundo (produto de fundo, corrente 3) e indicação dos componentes benzeno/tolueno nas correntes.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g) Tabela ao final.
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