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Método de McCabe-Thiele. Condições Limites de Operação. Eficiência Global e de Prato. Introdução. Rodolfo Rodrigues. Operações Unitárias II.
Tipologia: Esquemas
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Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Introdução
Fonte: Turton et al (2018).
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Destilação por Estágios
Fonte: adaptado de Azevedo & Alves (2013).
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Tabela 1: Operações de destilação binária comerciais representativas.
Mistura binária Volatilidade Número de Pressão típica de R/Rmin Fonte: adaptado de Henley, Seader e Roper (2011).
Destilação por Estágios
Fonte: Azevedo & Alves (2013).
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Dimensionamento de Colunas
1 Modelo Rigoroso: Equações MESH (Simuladores de processos); 2 Modelo Reduzido: Método de Ponchon-Savarit (1921-1922): Método gráfico; Método de Lewis(-Sorel) (1922): Método algébrico; Método de McCabe-Thiele (1925): Método gráfico*.
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Método de McCabe-Thiele
O método de McCabe-Thiele se baseia na resolução gráfica de equações de balanço de massa e energia das:
Seção de retificação (ou enriquecimento ); Seção de esgotamento (ou empobrecimento ) e
Seção de alimentação (ou carga ), em um diagrama x-y (relação de equilíbrio).
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Método de McCabe-Thiele
Fonte: Azevedo & Alves (2013).
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Método de McCabe-Thiele
Condições Térmicas da Carga
a q > 1: líquido subresfriado
q = 1 +
cp,L (Tb − TF ) ∆hvap^
(3)
b q = 1: líquido saturado c 0 < q < 1: líquido e vapor
q = 1 − f (4)
d q = 0: vapor saturado e q < 0: vapor superaquecido
q =
cp,V (Td − TF ) ∆hvap^
(5)
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Método de McCabe-Thiele
Fonte: Azevedo & Alves (2013).
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Método de McCabe-Thiele
Estado q q/(q – 1) T
Líquido subresfriado >1 >1 < Tb Líquido saturado 1 ∞ Tb Líquido e vapor entre 0 e 1 <1 entre Tb e Td Vapor saturado 0 0 Td Vapor superaquecido <0 entre 0 e 1 >Td Legenda: Tb é a temperatura do ponto de bolha e Td é a temperatura do ponto de orvalho (“dew”).
Rodolfo Rodrigues Operações Unitárias II
Método de McCabe-Thiele
Seções de Retificação e Esgotamento
Linha de operação de retificação:
y =
( R R + 1
) x +
xD R + 1
(6)
onde R = L/D é a razão de refluxo.
Linha de operação de esgotamento:
y =
L V
x −
W V
xW =
( RB + 1 RB
) x −
xW RB
(7)
onde RB = V/W é a razão de boilup.
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