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IntroduçãoIntrodução A destilação como opção de um processo A destilação como opção de um processo

unitário de separação, vem sendo utilizado unitário de separação, vem sendo utilizado pela humanidade desde o período que pela humanidade desde o período que passa pela era dos antigos alquimistas.passa pela era dos antigos alquimistas.

O que, como, quando e porque podemos O que, como, quando e porque podemos utilizar esta operação é objeto de intenso utilizar esta operação é objeto de intenso estudo.estudo.

O enfoque atual do processo de destilação O enfoque atual do processo de destilação é centrado na busca pela eficiência e é centrado na busca pela eficiência e consequentemente redução de energia.consequentemente redução de energia.

É objetivo desta parte da disciplina, É objetivo desta parte da disciplina, capacitar estudantes do curso de química, capacitar estudantes do curso de química, nos processos produtivos de unidades nos processos produtivos de unidades purificadoras, através do melhor purificadoras, através do melhor entendimento dos fenômenos observados.entendimento dos fenômenos observados.

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Principais DefiniçõesPrincipais Definições Temperatura de ebuliçãoTemperatura de ebulição: temperatura na : temperatura na

qual, a uma determinada pressão, uma qual, a uma determinada pressão, uma substância experimenta uma mudança do substância experimenta uma mudança do estado líquido para o estado vapor.estado líquido para o estado vapor.

Temperatura de ponto de bolhaTemperatura de ponto de bolha: temperatura : temperatura na qual uma determinada mistura líquida na qual uma determinada mistura líquida apresenta a formação da 1ª bolha de vapor.apresenta a formação da 1ª bolha de vapor.

Temperatura de ponto orvalhoTemperatura de ponto orvalho: temperatura : temperatura na qual uma determinada mistura gasosa na qual uma determinada mistura gasosa apresenta a formação da 1ª gota de líquido.apresenta a formação da 1ª gota de líquido.

* * ObsObs: no caso de componentes puros o ponto : no caso de componentes puros o ponto de bolha coincide com o ponto de ebulição e o de bolha coincide com o ponto de ebulição e o ponto de orvalho com o ponto de ponto de orvalho com o ponto de condensação.condensação.

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Principais DefiniçõesPrincipais Definições Pressão ParcialPressão Parcial: a pressão parcial de um gás num : a pressão parcial de um gás num

recipiente contendo uma mistura gasosa é definida recipiente contendo uma mistura gasosa é definida como a pressão que esse gás exerceria se estivesse como a pressão que esse gás exerceria se estivesse sozinho no recipiente.sozinho no recipiente.

Pressão de vaporPressão de vapor: suponha um líquido num recipiente : suponha um líquido num recipiente fechado. As moléculas do líquido estão em constante fechado. As moléculas do líquido estão em constante agitação e aquelas que se encontrarem na superfície agitação e aquelas que se encontrarem na superfície livre tem um tendência natural de escaparem da fase livre tem um tendência natural de escaparem da fase líquida, formando uma fase vapor. Quando este líquida, formando uma fase vapor. Quando este fenômeno ocorre, um estado de equilíbrio é atingido, fenômeno ocorre, um estado de equilíbrio é atingido, e, a pressão exercida pelo vapor formado é chamada e, a pressão exercida pelo vapor formado é chamada de pressão de vapor do líquido a temperatura T, de pressão de vapor do líquido a temperatura T, desde que a temperatura seja mantida constante.desde que a temperatura seja mantida constante.

VácuoVácuo: ocorre quando a pressão de um determinado : ocorre quando a pressão de um determinado meio é menor que a pressão externa a ele. meio é menor que a pressão externa a ele. (geralmente essa pressão externa é a atmosférica, ou (geralmente essa pressão externa é a atmosférica, ou seja 1 atm).seja 1 atm).

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Principais DefiniçõesPrincipais Definições CalorCalor: é a energia térmica em trânsito, que é : é a energia térmica em trânsito, que é

transferida entre os corpos, a diferentes transferida entre os corpos, a diferentes temperaturas.temperaturas.

Calor latenteCalor latente: é o calor envolvido na mudança : é o calor envolvido na mudança de estado físico numa dada pressão sem de estado físico numa dada pressão sem alterar a temperatura de uma unidade do alterar a temperatura de uma unidade do fluido.fluido.

Calor sensívelCalor sensível: é o calor responsável pelo : é o calor responsável pelo aquecimento ou resfriamento de uma dada aquecimento ou resfriamento de uma dada massa de fluido.massa de fluido.

Estado gasosoEstado gasoso: observado quando existe uma : observado quando existe uma baixa atração intermolecular, permitindo baixa atração intermolecular, permitindo movimentação rápida e independente entre movimentação rápida e independente entre as moléculas.as moléculas.

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Principais DefiniçõesPrincipais Definições Estado líquidoEstado líquido:caracterizado por possuir um :caracterizado por possuir um

estado intermediário de interação molecular, estado intermediário de interação molecular, entre o gás e um sólido.entre o gás e um sólido.

Estado sólidoEstado sólido: alta interação entre suas : alta interação entre suas moléculas e forma definida.moléculas e forma definida.

Vapor saturadoVapor saturado: é o vapor que em : é o vapor que em determinadas condições de temperatura e determinadas condições de temperatura e pressão se encontra com sua fase líquida, o pressão se encontra com sua fase líquida, o chamando equilíbrio líquido-vapor.chamando equilíbrio líquido-vapor.

Vapor superaquecidoVapor superaquecido: é o vapor saturado : é o vapor saturado seco fora da fase de equilíbrio, estando numa seco fora da fase de equilíbrio, estando numa temperatura superior a temperatura de temperatura superior a temperatura de saturação (ebulição).saturação (ebulição).

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Principais DefiniçõesPrincipais Definições Líquido saturadoLíquido saturado: é o líquido que em certas : é o líquido que em certas

condições de pressão e temperatura se encontra condições de pressão e temperatura se encontra em equilíbrio com a sua fase vapor.em equilíbrio com a sua fase vapor.

Líquido subresfriadoLíquido subresfriado: é o líquido que sob certas : é o líquido que sob certas condições de pressão se encontra fora da fase de condições de pressão se encontra fora da fase de equilíbrio estando numa temperatura de equilíbrio estando numa temperatura de saturação.saturação.

Equilíbrio líquido-vapor (ELV)Equilíbrio líquido-vapor (ELV): uma mistura líquida : uma mistura líquida está em equilíbrio com seu vapor quando o nº de está em equilíbrio com seu vapor quando o nº de moléculas do estado líquido que passa para o moléculas do estado líquido que passa para o vapor é igual ao nº de moléculas do estado vapor vapor é igual ao nº de moléculas do estado vapor que passa para o líquido.que passa para o líquido.

EntalpiaEntalpia: é o calor absorvido ou liberado a pressão : é o calor absorvido ou liberado a pressão constante. Como entalpia é uma função de constante. Como entalpia é uma função de estado, seu valor depende somente do conteúdo estado, seu valor depende somente do conteúdo de calor dos estado inicial e final.de calor dos estado inicial e final.

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DestilaçãoDestilação ConceitoConceito: é uma operação que visa separar os : é uma operação que visa separar os

componente de uma fase líquida através de sua componente de uma fase líquida através de sua vaporização parcial. Os vapores são mais ricos nos vaporização parcial. Os vapores são mais ricos nos componentes mais voláteis do que no liquido, o que componentes mais voláteis do que no liquido, o que possibilita a separação de frações enriquecidas nos possibilita a separação de frações enriquecidas nos componentes desejados.componentes desejados.

Este processo de separa de líquidos é uma das Este processo de separa de líquidos é uma das operações básicas mais importantes da indústria , operações básicas mais importantes da indústria , que possibilita separa os componentes de uma que possibilita separa os componentes de uma mistura líquida na forma de substâncias puras.mistura líquida na forma de substâncias puras.

ProcessoProcesso: as operações de destilação realizam-se em : as operações de destilação realizam-se em estágios nos quais duas correntes (um líquido e um estágios nos quais duas correntes (um líquido e um vapor) entram em contato para produzir duas outras vapor) entram em contato para produzir duas outras corrente cujas composições diferem das originais.corrente cujas composições diferem das originais.

De um modo geral, o vapor que sai de um estágio De um modo geral, o vapor que sai de um estágio acha-se enriquecido nos componente mais voláteis. acha-se enriquecido nos componente mais voláteis. O líquido por sua vez, sai com menor quantidade de O líquido por sua vez, sai com menor quantidade de voláteis do que o líquido alimentado.voláteis do que o líquido alimentado.

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Curvas de EquilíbrioCurvas de Equilíbrio Os cálculos de destilação ficam mais Os cálculos de destilação ficam mais

simples quando os dados de simples quando os dados de equilíbrio são postos numa curva y equilíbrio são postos numa curva y vs x, denominada curva de vs x, denominada curva de equilíbrio, onde y é a fração molar equilíbrio, onde y é a fração molar na fase vapor e x e a fração molar na fase vapor e x e a fração molar na fase líquida.na fase líquida.

Podemos também utilizar a curva de Podemos também utilizar a curva de equilíbrio no processo de destilação equilíbrio no processo de destilação para determinar as condições de para determinar as condições de equilíbrio para cada prato.equilíbrio para cada prato.

Um dos métodos para calcular o nº Um dos métodos para calcular o nº de pratos teóricos necessários para de pratos teóricos necessários para realizar a separação, é o de McCabe-realizar a separação, é o de McCabe-Thile.Thile.

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DefiniçõesDefinições AzeotropiaAzeotropia: propriedade na qual o líquido em ebulição : propriedade na qual o líquido em ebulição

de uma mistura, forma um vapor que tem exatamente a de uma mistura, forma um vapor que tem exatamente a mesma composição, portanto não podendo separa os mesma composição, portanto não podendo separa os componentes desta mistura como o ponto de ebulição componentes desta mistura como o ponto de ebulição determinado:determinado:– azeótropo de mínimo ponto de ebulição azeótropo de mínimo ponto de ebulição : ocorre quando o : ocorre quando o

azeótropo formado tem um ponto de ebulição menor que os azeótropo formado tem um ponto de ebulição menor que os dos componentes separadamente.dos componentes separadamente.

– azeótropo de máximo ponto de ebulição azeótropo de máximo ponto de ebulição : ocorre quando o : ocorre quando o azeótropo formado tem um ponto de ebulição maior que os dos azeótropo formado tem um ponto de ebulição maior que os dos componentes separadamente.componentes separadamente.

VolatilidadeVolatilidade: é um parâmetro que indica a maior ou : é um parâmetro que indica a maior ou menor tendência de uma substância passar do estado menor tendência de uma substância passar do estado líquido para o vapor. Portanto, quanto maios a pressão líquido para o vapor. Portanto, quanto maios a pressão de vapor de uma substância maior é sua volatilidade, de vapor de uma substância maior é sua volatilidade, pois maior será a tendência de sua moléculas passarem pois maior será a tendência de sua moléculas passarem do estado líquido para o estado vapor.do estado líquido para o estado vapor.– volatilidade relativa volatilidade relativa : é definida como a razão da volatilidade : é definida como a razão da volatilidade

entre dois componentes.entre dois componentes.

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Tipos de DestilaçãoTipos de Destilação Uma destilação pode ser conduzida de uma Uma destilação pode ser conduzida de uma

variedade de modos, cada um dos quais variedade de modos, cada um dos quais apresenta vantagem e desvantagens numa apresenta vantagem e desvantagens numa determinada situação particular. Observa-se, determinada situação particular. Observa-se, todavia, que os diversos modos de operar são todavia, que os diversos modos de operar são modificações dos seguintes métodos que modificações dos seguintes métodos que podem ser considerados fundamentais:podem ser considerados fundamentais:

– diferencialdiferencial– de equilíbrio (FLASH)de equilíbrio (FLASH)– por arraste de vaporpor arraste de vapor– fracionada fracionada – extrativaextrativa– azeotrópicaazeotrópica

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Destilação DiferencialDestilação Diferencial Esta operação também é conhecida como Esta operação também é conhecida como

destilação destilação Rayleigh Rayleigh ou ou simplessimples, é descontínua. , é descontínua. A carga é colocada no fervedor e aquecida até A carga é colocada no fervedor e aquecida até sua temperatura de ebulição. Imediatamente sua temperatura de ebulição. Imediatamente depois vapor formado através de um depois vapor formado através de um condensador. Tanto o vapor, que se encontra condensador. Tanto o vapor, que se encontra enriquecido no componente mais , como o enriquecido no componente mais , como o líquido do fervedor podem ser o produto da líquido do fervedor podem ser o produto da operação podem ser o produto da operação.operação podem ser o produto da operação.

A aparelhagem utilizada consta de um fervedor A aparelhagem utilizada consta de um fervedor que vai vaporizando a carga, e de um que vai vaporizando a carga, e de um condensador. No laboratório esta operação é condensador. No laboratório esta operação é realizada num balão de vidro de pescoço curto realizada num balão de vidro de pescoço curto no qual é adaptado o condensador.no qual é adaptado o condensador.

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Destilação de EquilíbrioDestilação de Equilíbrio É também chamada de destilação É também chamada de destilação

FLASH, podendo ser realizada em FLASH, podendo ser realizada em batelada ou em operação contínua. batelada ou em operação contínua. Este segundo modo de operar é mais Este segundo modo de operar é mais freqüente.freqüente.

A alimentação líquida preaquecida é A alimentação líquida preaquecida é alimentada num tanque de expansão, alimentada num tanque de expansão, no qual uma parte do líquido vaporiza. no qual uma parte do líquido vaporiza. O vapor produzido e o líquido não O vapor produzido e o líquido não vaporizado são retirado continuamente vaporizado são retirado continuamente do tanque logo que se forma.do tanque logo que se forma.

Várias unidades do tipo descrito Várias unidades do tipo descrito poderão ser utilizadas em série, de poderão ser utilizadas em série, de modo a ser realizada operação modo a ser realizada operação multiestágio a fim de aumentar a multiestágio a fim de aumentar a flexibilidade deste tipo de operação.flexibilidade deste tipo de operação.

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Destilação por arrasteDestilação por arraste É um método variante de destilação simples, É um método variante de destilação simples,

consiste em injetar vapor vivo no fervedor em consiste em injetar vapor vivo no fervedor em vez de realizar o aquecimento através de um vez de realizar o aquecimento através de um trocador.trocador.

O vapor que sai da mistura arrasta O vapor que sai da mistura arrasta preferencialmente o componente mais volátil.preferencialmente o componente mais volátil.

Este método é bastante comum, sendo conhecido Este método é bastante comum, sendo conhecido também pelo nome de destilação com vapor.também pelo nome de destilação com vapor.

Seu maior emprego é a vaporização de misturas Seu maior emprego é a vaporização de misturas com características desfavoráveis de com características desfavoráveis de transferência da calor ou de líquidos que se transferência da calor ou de líquidos que se decompõem quando destilados normalmente à decompõem quando destilados normalmente à pressão atmosférica.pressão atmosférica.

É utilizada para misturas líquidas insolúveis no É utilizada para misturas líquidas insolúveis no solvente.solvente.

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Destilação FracionadaDestilação Fracionada As operações até agora descritas propiciam As operações até agora descritas propiciam

pouco enriquecimento do vapor produzido.pouco enriquecimento do vapor produzido. Na destilação fracionada opera-se com Na destilação fracionada opera-se com

vaporizações e condensações sucessivas vaporizações e condensações sucessivas num equipamento de menor custo, num equipamento de menor custo, conhecido como coluna de fracionamento.conhecido como coluna de fracionamento.

Só poderá ser utilizada quando os Só poderá ser utilizada quando os componentes da mistura tiver pontos de componentes da mistura tiver pontos de ebulição bem diferentes.ebulição bem diferentes.

As colunas de fracionamento podem ser:As colunas de fracionamento podem ser:– partospartos– recheiorecheio

Este tipo de destilação pode ser efetuada Este tipo de destilação pode ser efetuada em batelada ou continuamente.em batelada ou continuamente.

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Torres de PratosTorres de Pratos O contato líquido-vapor é feito em estágios, isto é, O contato líquido-vapor é feito em estágios, isto é,

o vapor entra em contato com o líquido a o vapor entra em contato com o líquido a intervalos determinados.intervalos determinados.

Tipos de Pratos:Tipos de Pratos:– perfuradosperfurados– valvuladosvalvulados

Zonas de uma coluna:Zonas de uma coluna:– zona de stripping ou esgotamentozona de stripping ou esgotamento : são estágios nos : são estágios nos

quais a concentração de componentes menos quais a concentração de componentes menos voláteis estão na corrente líquida, de maneira geral, voláteis estão na corrente líquida, de maneira geral, a zona de stripping encontra-se abaixo do ponto de a zona de stripping encontra-se abaixo do ponto de alimentação.alimentação.

– Zona de retificação ou enriquecimentoZona de retificação ou enriquecimento : são estágios : são estágios nos quais a concentração dos componentes mais nos quais a concentração dos componentes mais voláteis estão na fase vapor, normalmente esta voláteis estão na fase vapor, normalmente esta zona encontra-se acima do prato de alimentação.zona encontra-se acima do prato de alimentação.

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Tipos de Fluxo em uma Tipos de Fluxo em uma BandejaBandeja

O fluxo em uma bandeja admite dos regimes O fluxo em uma bandeja admite dos regimes diferentes: regime com formação de spray e diferentes: regime com formação de spray e formação de espuma.formação de espuma.

Do ponto de vista do fluxo sob a bandeja, Do ponto de vista do fluxo sob a bandeja, podemos ter:podemos ter:– fluxo cruzadofluxo cruzado : o líquido entra por um dos lados do prato, : o líquido entra por um dos lados do prato,

percorre- e desce para o prato inferior pelo outro lado.percorre- e desce para o prato inferior pelo outro lado.– fluxo divididofluxo dividido : é usado em torres de grande diâmetro, o : é usado em torres de grande diâmetro, o

líquido entra no centro e flui para extremidades, de onde líquido entra no centro e flui para extremidades, de onde cai para o prato inferior, onde o fluxo será das cai para o prato inferior, onde o fluxo será das extremidades para o centro.extremidades para o centro.

– fluxo radialfluxo radial : proporciona boa distribuição, sendo : proporciona boa distribuição, sendo utilizável em torres grandes; sua desvantagem é o alto utilizável em torres grandes; sua desvantagem é o alto custo inicialcusto inicial

– fluxo cascatafluxo cascata : é usado em torres de grande diâmetro, a : é usado em torres de grande diâmetro, a fim de evitar o grande gradiente de altura de líquido, fim de evitar o grande gradiente de altura de líquido, que seria prejudicial ao fracionamento, constrói-se o que seria prejudicial ao fracionamento, constrói-se o prato em degraus, evitando grandes variações de nível.prato em degraus, evitando grandes variações de nível.

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Coluna de RecheioColuna de Recheio Torre de recheio: o contato entre o líquido-vapor é Torre de recheio: o contato entre o líquido-vapor é

contínuo, ou seja, ao longo de todo equipamento contínuo, ou seja, ao longo de todo equipamento não há espaço em que não haja o contato.não há espaço em que não haja o contato.

As colunas recheadas são preferidas nas operações As colunas recheadas são preferidas nas operações em que colunas de diâmetros relativamente em que colunas de diâmetros relativamente pequenos, inferiores a 500 mm, são suficientes para pequenos, inferiores a 500 mm, são suficientes para operar com a vazões desejadas de líquidos, ou nos operar com a vazões desejadas de líquidos, ou nos casos em que se exige baixas quedas de pressão.casos em que se exige baixas quedas de pressão.

A transferência de massa entre as fases é A transferência de massa entre as fases é promovida pelo recheio, o qual tem função de promovida pelo recheio, o qual tem função de aumentar a superfície interna de uma coluna, aumentar a superfície interna de uma coluna, permitindo o aumento de contato entre a fase permitindo o aumento de contato entre a fase líquida e gasosa.líquida e gasosa.

A eficiência de uma coluna é associada do recheio, A eficiência de uma coluna é associada do recheio, no qual se procura associar as seguintes no qual se procura associar as seguintes características: área superficial versus volume.características: área superficial versus volume.

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Tipos de RecheioTipos de Recheio Existem um grande números de tipos de recheios no Existem um grande números de tipos de recheios no

mercado mundial, mas apenas um pequenos grupo é mercado mundial, mas apenas um pequenos grupo é efetivamente usado. Os recheios podem ser efetivamente usado. Os recheios podem ser classificados basicamente em dois grupos:classificados basicamente em dois grupos:

Randômicos: contituídos de peças de no máximo 90 Randômicos: contituídos de peças de no máximo 90 mm, que são colocados ao acaso no leito para mm, que são colocados ao acaso no leito para permitir uma distribuição desarrumada de seus permitir uma distribuição desarrumada de seus elementos.elementos.– Aneis de raschigAneis de raschig– Selas de BerlSelas de Berl– Selas IntaloxSelas Intalox– Anéis de PallAnéis de Pall– IMTPIMTP

Recheios Estruturados: são todos que podem ser Recheios Estruturados: são todos que podem ser colocados na torre de uma forma ordenada ou colocados na torre de uma forma ordenada ou arrumada, sendo, por isto, muitas vezes, também arrumada, sendo, por isto, muitas vezes, também chamado ordenados ou arrumados.chamado ordenados ou arrumados.

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AcessóriosAcessórios CondensadoresCondensadores: é o equipamento destinado a promover o : é o equipamento destinado a promover o

refluxo através da coluna.refluxo através da coluna.– Condensador parcialCondensador parcial: implicará sempre na caracterização da : implicará sempre na caracterização da

corrente de refluxo na condição de líquido saturado.corrente de refluxo na condição de líquido saturado.– Condensador totalCondensador total: do ponto de vista da caracterização da : do ponto de vista da caracterização da

corrente de refluxo e produto o condensador total será corrente de refluxo e produto o condensador total será dimensionado com o objetivo de obter um líquido saturado ou dimensionado com o objetivo de obter um líquido saturado ou subresfriado.subresfriado.

RefervedorRefervedor: a fonte de energia utilizada para proporcionar : a fonte de energia utilizada para proporcionar a transferência de massa é normalmente fornecida por a transferência de massa é normalmente fornecida por refervedor. Os tipos mais comuns são os refervedores refervedor. Os tipos mais comuns são os refervedores termosifão que podem ser verticais ou horizontais, os de termosifão que podem ser verticais ou horizontais, os de circulação forçada e os kettle (chaleiras).circulação forçada e os kettle (chaleiras).

DemisterDemister: consiste em um dispositivo utilizado no topo de : consiste em um dispositivo utilizado no topo de um equipamento e com o objetivo de reter gotículas um equipamento e com o objetivo de reter gotículas arrastadas pelo vapor, aglutinando as gotículas tornando-arrastadas pelo vapor, aglutinando as gotículas tornando-as maiores e mais pesadas, permitindo, assim, o seu as maiores e mais pesadas, permitindo, assim, o seu retorno, por açao da gravidade, para o sistema.retorno, por açao da gravidade, para o sistema.

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Problemas freqüentes em Problemas freqüentes em torres de destilaçãotorres de destilação

Inundação (flooding): é a excessiva Inundação (flooding): é a excessiva acumulação de líquido em uma coluna, acumulação de líquido em uma coluna, sendo que, para colunas de bandejas, sendo que, para colunas de bandejas, essa ocorrência é normalmente essa ocorrência é normalmente caracterizado segundo os itens abaixo:caracterizado segundo os itens abaixo:– Spray entre as bandejasSpray entre as bandejas: ocorre quando a : ocorre quando a

taxa de líquido é baixa, permitindo que o taxa de líquido é baixa, permitindo que o vapor pulverize o filme líquido nas vapor pulverize o filme líquido nas bandejas.bandejas.

– Formação de espuma entre as bandejas: Formação de espuma entre as bandejas: ocorre quando a taxa de líquido é alta, ocorre quando a taxa de líquido é alta, associada com aumento da vazão de associada com aumento da vazão de vapor. Aumenta-se assim o nível da vapor. Aumenta-se assim o nível da espuma entre as bandejas.espuma entre as bandejas.

– Retorno pelo vertedouro.Retorno pelo vertedouro.– Estrangulamento de líquido.Estrangulamento de líquido.

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Problemas freqüentes em Problemas freqüentes em torres de destilaçãotorres de destilação

Nível alto: problemas de eficiência de destilação são Nível alto: problemas de eficiência de destilação são associados a esse fato em função de possibilidade associados a esse fato em função de possibilidade de afogamento de bandejas ou alimentação de de afogamento de bandejas ou alimentação de vapor.vapor.

Pratos secos: ocorre em função de deficiência no Pratos secos: ocorre em função de deficiência no controle de vazão de alimentação ou refluxo ou controle de vazão de alimentação ou refluxo ou ainda em alguns casos durante a partida pelo ainda em alguns casos durante a partida pelo FLASH do líquido de alimentação. A principal FLASH do líquido de alimentação. A principal conseqüência é a perda de perfil da coluna, conseqüência é a perda de perfil da coluna, possibilitando o aumento de pesados no produto possibilitando o aumento de pesados no produto destilado.destilado.

Falha no sistema de condensador de topo: Falha no sistema de condensador de topo: acarretará no aumento de pressão da coluna, acarretará no aumento de pressão da coluna, elevando assim a sua temperatura. O aumento de elevando assim a sua temperatura. O aumento de temperatura e pressão da coluna modificara temperatura e pressão da coluna modificara sempre o seu perfil de separa, provocando aumento sempre o seu perfil de separa, provocando aumento de pesados no topo.de pesados no topo.

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Problemas freqüentes em Problemas freqüentes em torres de destilaçãotorres de destilação

Falha no sistema de refervedor: em função de “plugueamento” Falha no sistema de refervedor: em função de “plugueamento” nos tubos do refervedor ou mesmo falha de vapor haverá a nos tubos do refervedor ou mesmo falha de vapor haverá a diminuição da taxa de vaporização, acarretando aumento de diminuição da taxa de vaporização, acarretando aumento de nível e queda de eficiência nas bandejas.nível e queda de eficiência nas bandejas.

Dumping: ocorre quando o líquido passa para o prato seguinte, Dumping: ocorre quando o líquido passa para o prato seguinte, através dos orifícios ou válvulas. Tal fato está relacionado à através dos orifícios ou válvulas. Tal fato está relacionado à baixa vazão de vapor ou mesmo a sua distribuição.baixa vazão de vapor ou mesmo a sua distribuição.

Arraste: ocorre a altas vazões de vapor, consistindo no arraste Arraste: ocorre a altas vazões de vapor, consistindo no arraste de partículas líquida no vapor ascendente diminuindo a de partículas líquida no vapor ascendente diminuindo a eficiência de contato. Isto é causado por carga excessiva à eficiência de contato. Isto é causado por carga excessiva à torre.torre.

Blowing: consiste na abertura de canais no líquido lançando-o Blowing: consiste na abertura de canais no líquido lançando-o no prato superior.no prato superior.

Entupimento dos borbulhadores dos pratosEntupimento dos borbulhadores dos pratos Má distribuição de líquido em colunas de recheioMá distribuição de líquido em colunas de recheio

– inclinação da colunainclinação da coluna– formação de caminhos preferenciais no recheio.formação de caminhos preferenciais no recheio.

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Destilação ExtrativaDestilação Extrativa A destilação extrativa é utilizada para separa A destilação extrativa é utilizada para separa

componentes com volatilidades muito próximas, o que, componentes com volatilidades muito próximas, o que, pelos métodos convencionais, requer muito mais pelos métodos convencionais, requer muito mais estágios e razões de refluxo elevadas. Este método estágios e razões de refluxo elevadas. Este método requer menos energia e muitas vezes o que se requer menos energia e muitas vezes o que se economiza paga o equipamento de recuperação do economiza paga o equipamento de recuperação do solvente. solvente.

Consiste em adicionar um outro componente ao Consiste em adicionar um outro componente ao sistema, chamado solvente, que aumenta a volatilidade sistema, chamado solvente, que aumenta a volatilidade relativa dos componente a separar.relativa dos componente a separar.

Alimenta-se a mistura de A e B na primeira coluna, Alimenta-se a mistura de A e B na primeira coluna, chama de coluna de extração, da qual o componente chama de coluna de extração, da qual o componente mais volátil sai pelo topo. O solvente é alimentado mais volátil sai pelo topo. O solvente é alimentado próximo ao topo dessa coluna e arrasta o componente B próximo ao topo dessa coluna e arrasta o componente B para a base, de onde a mistura B + S segue para o para a base, de onde a mistura B + S segue para o stripper de solvente, que promove a separação de B e stripper de solvente, que promove a separação de B e S. o solvente é um líquido muito menos volátil do que os S. o solvente é um líquido muito menos volátil do que os componente a separar.componente a separar.

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Destilação ExtrativaDestilação Extrativa O solvente deve possuir semelhança estrutural com o O solvente deve possuir semelhança estrutural com o

componente mais pesado, e ainda, deve satisfazer a componente mais pesado, e ainda, deve satisfazer a outros critérios:outros critérios:– ser substancialmente menos volátil que qualquer dos ser substancialmente menos volátil que qualquer dos

componentes, de interesse, o que facilita sua componentes, de interesse, o que facilita sua recuperação.recuperação.

– dentro desta restrição de volatilidades, seu ponto de dentro desta restrição de volatilidades, seu ponto de ebulição deverá ser o mais baixo possível, de modo a ebulição deverá ser o mais baixo possível, de modo a reduzir a temperatura de operação.reduzir a temperatura de operação.

– o solvente deve ser completamente miscível com ambos o solvente deve ser completamente miscível com ambos os componentes, no intervalo de concentração os componentes, no intervalo de concentração envolvido. envolvido.

– Não deve ser tóxico, inflamável ou corrosivo.Não deve ser tóxico, inflamável ou corrosivo.– Não deve reagir com qualquer dos componentes que Não deve reagir com qualquer dos componentes que

estão sendo separados.estão sendo separados.– Deve ser estável.Deve ser estável.– Seu custo deve ser baixo.Seu custo deve ser baixo.

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Destilação AzeotrópicaDestilação Azeotrópica O meio mais fácil de separa os componentes de O meio mais fácil de separa os componentes de

uma mistura azeotrópica é a destilação uma mistura azeotrópica é a destilação azeotrópica, e consiste em acrescentar um azeotrópica, e consiste em acrescentar um outro componente à mistura que vai ser outro componente à mistura que vai ser separada, como no caso da destilação separada, como no caso da destilação extrativa, a diferença reside na volatilidade do extrativa, a diferença reside na volatilidade do componente acrescentado, neste caso é componente acrescentado, neste caso é essencialmente a mesma dos componentes a essencialmente a mesma dos componentes a separa, enquanto na destilação extrativa, o separa, enquanto na destilação extrativa, o solvente era praticamente não volátil, solvente era praticamente não volátil, comparado com os do sistema. Nestas comparado com os do sistema. Nestas condições, o componente acrescentado forma condições, o componente acrescentado forma um azeótropo com um ou mais dos um azeótropo com um ou mais dos componentes a separar, devido a diferença de componentes a separar, devido a diferença de polaridade.polaridade.

Ao contrário da destilação extrativa, o agente Ao contrário da destilação extrativa, o agente acrescentado encontra-se praticamente na acrescentado encontra-se praticamente na porção superior da coluna e sua concentração porção superior da coluna e sua concentração decresce na direção do fervedor.decresce na direção do fervedor.

Destilação do PetróleoDestilação do Petróleo

Diagrama de FaseDiagrama de Fase

Mudança de FaseMudança de Fase

Diagrama Pressão EntalpiaDiagrama Pressão Entalpia

Curva de EquilíbrioCurva de Equilíbrio

AzeótropoAzeótropo

Destilação DiferencialDestilação Diferencial

Destilação FlashDestilação Flash

Colunas de PratosColunas de Pratos

Coluna de RecheioColuna de Recheio

Tipos de FluxoTipos de Fluxo

Zonas de da ColunaZonas de da Coluna

Tipos de FluxoTipos de Fluxo

Condensadores e Condensadores e RefervedoresRefervedores

Estrangulamento e RetornoEstrangulamento e Retorno

Destilação ExtrativaDestilação Extrativa

Destilação AzeotrópicaDestilação Azeotrópica