Petróleo Brasileiro S.A 2018
Na aplicação do método de McCabe-Thiele para a destilação de uma mistura benzeno-tolueno, foram desenhadas as linhas operacionais no diagrama de equilíbrio x-y. A alimentação da coluna era composta por líquido em ponto de bolha. A coluna era equipada com condensador total. Verificou-se que a linha de operação da seção de retificação interceptava a diagonal y = x em x = 0,98, e a linha de operação da seção de esgotamento, em (0,44;0,56).
Se o condensado era separado em D, corrente de produto destilado, e L, corrente de líquido que retorna à coluna, a razão de refluxo (L/D) valia
0,0
1,5
2,5
3,5
4,5
Resolução
Para resolver essa questão, é necessário compreender o método de McCabe-Thiele, que é um método gráfico usado para determinar o número de estágios teóricos necessários em uma coluna de destilação. A linha de operação da seção de retificação mostra a relação entre as concentrações do vapor e do líquido na seção acima da alimentação. Já a linha de operação da seção de esgotamento mostra essa relação para a seção abaixo da alimentação. A interseção dessas linhas com a linha de equilíbrio y = x indica as composições em que vapor e líquido estão em equilíbrio.
A razão de refluxo (L/D) é a razão entre a quantidade de líquido que retorna à coluna (L) e a quantidade de destilado retirada (D). Podemos encontrar essa razão usando o ponto de interseção da linha de operação da seção de retificação e a linha y = x, o que implica que a razão de refluxo é o inverso da distância horizontal entre este ponto e a linha y = 1.
Dicas
Analise a interseção da linha de operação da seção de retificação com a diagonal y = x para determinar a razão de refluxo.
Relembre que a razão de refluxo (L/D) é calculada com base nas composições de equilíbrio na coluna de destilação.
Considere que a razão de refluxo é o inverso da distância horizontal entre o ponto de interseção na linha de retificação e a linha y = 1.
Erros Comuns
Ignorar a relação entre o ponto de interseção da linha de operação da seção de retificação e a razão de refluxo.
Não entender o significado da interseção da linha de operação com a diagonal y = x.
Confundir a razão de refluxo com outras variáveis do processo de destilação.
Em uma coluna de destilação, a razão de refluxo (L/D) é uma medida de quão intensa é a recirculação do líquido na coluna. Uma razão de refluxo alta significa que mais líquido é recirculado, o que geralmente leva a uma separação mais eficiente. O método de McCabe-Thiele é um modo gráfico de analisar o processo de destilação e determinar a quantidade de estágios teóricos necessários para a separação desejada.
