Condensador
Refluxo
1
Equação da Linha de Operação
da Seção de Retificação, LOR:
Tambor
de
Refluxo
𝐲𝐕 = 𝐱𝐋 + 𝐱 𝐃 𝐃
n
Vn+1
yn+1
Ln
xn
D, xD
Destilado – Produto de Topo
1
𝑳ത 𝒎+𝟏
xm+1
Vapor
Equação da Linha de Operação
da Seção de Esgotamento, LOE:
ഥ𝒎
𝑽
ym
m
ഥ = 𝐱𝐋ҧ − 𝐱 𝐁 𝐁
𝐲𝐕
2
1
Líquido
Refervedor
B, xB
Base (Resíduo)
2
Realizar a subtração entre as equações LOR – LOE:
ഥ = 𝐱 𝐋 − 𝐋ҧ + 𝐱 𝐃 𝐃 + 𝐱𝐁 𝐁
𝐲 𝐕−𝐕
L
V
F, zF
𝐋ҧ
ഥ
𝐕
Eq. 1
Visando eliminar a vazão de vapor da Eq. 1
para deixa-la em função da vazão de líquido,
faz-se o balanço material no estágio de
alimentação da coluna:
𝒛𝑭 𝐅 = 𝒙𝑫 𝐃 + 𝐱𝐁 𝐁
Eq. 2
Substituindo a Eq. 2 na Eq. 1 e dividindo-se
ambos os lados da igualdade por F, tem-se:
ഥ
𝐕−𝐕
𝐋 − 𝐋ҧ
𝐲
=𝐱
+ 𝐳𝐅
𝑭
𝑭
Eq. 3
▪ Sabendo-se que q é a fração de líquido na alimentação, ou seja, o
fluxo de líquido na alimentação corresponde a qF e o fluxo de vapor
a (1 – q)F, tem-se:
ഥ = 𝟏−𝐪 𝐅
𝐕−𝐕
𝐋 − 𝐋ҧ = −𝐪𝐅
ഥ
𝑽−𝑽
𝟏−𝒒=
𝑭
Eq. 4
ഥ
𝑳−𝑳
𝒒=
𝑭
Eq. 5
▪ Portanto, substituindo-se as Eq. 4 e 5 na Eq. 3, chega-se à Equação 6
que representa a linha de operação da alimentação, linha-q:
𝒒
𝒛𝑭
𝒚=
𝒙−
𝒒−𝟏
𝒒−𝟏
Eq. 6
4
5
F → Líquido no Ponto de Bolha
L
V
L
F
ഥ
𝑽= 𝑽
F
ഥ
𝑳
ഥ
𝑽
L −L
q=
F
ഥ
𝑳=𝑭+𝑳
ഥ
𝑽
𝑭+𝑳−𝑳
𝒒=
=1
𝑭
6
F → Vapor no Ponto de Orvalho
L
V
F
L
ഥ
𝑽=𝑭+𝑽
ഥ
𝑳=𝑳
ഥ
𝑽
F
ഥ
𝑳
ഥ
𝑽
L −L
q=
F
𝑳−𝑳
𝒒=
=0
𝑭
7
F → Líquido Subresfriado
L
V
ഥ
𝑽<𝑽
L
F
F
ഥ
𝑳
ഥ
𝑽
L −L
q=
F
CpL: capacidade calorífica do líquido
Tb: temperatura do ponto de bolha
TF: temperatura da alimentação
: calor latente de vaporização
ഥ
𝑳>𝑭+𝑳
ഥ
𝑽
𝑯𝑽 − 𝑯𝑭
𝒒=
𝑯𝑽 − 𝑯𝑳
q = 1+
c pL (Tb − TF )

8
F → Vapor Superaquecido
L
V
ഥ
𝑽>𝑭+𝑽
L
F
F
ഥ
𝑳
ഥ
𝑽
L −L
q=
F
ഥ
𝑳<𝑭+𝑳
𝑯𝑽 − 𝑯𝑭
𝒒=
𝑯𝑽 − 𝑯𝑳
q=−
CpV: capacidade calorífica do vapor
Td: temperatura do ponto de orvalho
ഥ
𝑽
c pV (TF − Td )

9
F → Parcialmente Vaporizado
L
V
L
ഥ
𝑽 = 𝑽𝑭 + 𝑽
F
F
ഥ
𝑳
ഥ
𝑽
L −L
q=
F
ഥ
𝑳 = 𝑳𝑭 + 𝑳
ഥ
𝑽
𝑳𝑭 + 𝑳 − 𝑳 𝑳𝑭
𝒒=
=
𝑭
𝑭
10
A condição da alimentação pode, agora, ser descrita pela linha q:
• Líquido subresfriado
q>1
linha q /
• Líquido no ponto de bolha
q=1
linha q |
0<q<1
linha q \
• Vapor no ponto de orvalho
q=0
linha q ─
• Vapor Superaquecido
q<0
linha q /
• Parcialmente vaporizada
11
Efeito da condição térmica da alimentação sobre a inclinação da linha-q
Curva de Equilíbrio
Líquido subresfriado
q=1
q>1
L
0<q<1
L+V
L*
𝐪=
V
q=0
Líquido
ሜ −𝐋
𝐋
𝐅
Líquido + Vapor
Vapor saturado
q<0
V*
Vapor superaquecido
x=y
x = zF
12