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