Balanço sem reação

Balanço em Coluna de Destilação
Uma coluna de destilação opera com uma vazão de alimentação F contendo 50% de metanol e o restante de água. O processo gera 45000 kg/h de um destilado D contendo 99% de metanol e um produto de fundo W contendo 0,1% do mesmo componente.

Balanço de Massa Global (BMG)

(Equação 1)

Balanço de Massa por Componente (BMC – Para o metanol)

Substituindo a equação 1 nesta última encontrada, temos:

Logo:

As razões de destilação e de resíduo são:

Para sabermos a quantidade de produto que foi recuperada na destilação, ou seja, o quanto do produto (no caso, o metanol) que queríamos separar da corrente de alimentação foi separado, basta seguir a relação a seguir:

EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1) (Nilo Índio do Brasil - Adaptado) Deseja-se separar por destilação uma mistura (F) cuja composição (xF%) é:
A = 50,0%. B = 30,0% e C = 20,0%
O destilado (ou produto de topo) deve ter uma razão em quantidade de matéria destilado/carga (D/F) = 0,60 e uma composição (xD%) igual a A = 80,0%, B = 18,0% e C = 2,0%. Calcule:
a) A razão de quantidade de matéria resíduo/carga (W/F);
b) A composição xW% do resíduo (W);
c) A recuperação do componente A no destilado (D) e a do C no resíduo (W).

2) (PUC-PR, Professor Emerson Martim) Uma mistura de benzeno (58,20%), tolueno (20,40%) e xileno (21,40%) é carga de uma coluna de destilação. A recuperação de benzeno deve ser de 98,0% e a de xileno no resíduo deve ser de 95,0%. A fração mássica de benzeno no destilado deve ser de 90,0%. Calcule a composição mássica do destilado e do resíduo.

3) (DESAFIO) Uma vazão de 250 ton de uma mistura contendo 30% de X e 70% de Y é alimentada (A) na coluna de destilação CD-01. A razão (B/A) é de 0,4 e a corrente(B) deve ter 70% de X. O produto de fundo da CD-01, corrente (C) é encaminhado para a coluna de destilação CD-02 com teor de recuperação de X de 95%. Determinar valores das correntes destacadas e composições.