apresentação - rafael

Calor de Vaporização

Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros

Calor de Vaporização de Misturas de Hidrocarbonetos

A expressão, abaixo, pode ser utilizada para calcular o calor de vaporização de hidrocarbonetos puros, à pressão de saturação, para temperaturas entre o ponto de bolha normal e Tr=0,9:

Onde:

Hvap = calor de vaporização na Tr, em Btu/lb;

Tr = temperatura reduzida;

A,B,C = coeficientes tabelados.


COMENTÁRIOS SOBRE O PROCEDIMENTO

Limitações:

Este procedimento deve ser utilizado apenas na faixa de temperatura especificado.

Confiabilidade:

O erro estimado do método é de até 3%. Erros maiores podem ser encontrados se a equação for utilizada fora da faixa de temperatura especificada.


Uma outra forma de estimar o calor de vaporização de hidrocarbonetos puros é a utilização das seguintes figuras:


Neste método os valores de calor de vaporização são lidos diretamente através das figuras.

Estima-se que as curvas acima possam apresentar erros de até 3%.


Para os hidrocarbonetos que não estão comtemplados nas correlações anteriores, foi elaborado a seguinte correlação:

Onde:λ= Calor de vaporização, em Btu/lb;

Tc = temperatura crítica, °R

M = massa molecular, em lb/lbmol

R = constante universal dos gases = 1,986 Btu/(lbmol*°R)

= Calor de vaporização adimensional.

Esta equação deve ser utilizada juntamente com a figura, abaixo, na qual o valor do calor de vaporização pode ser lido. Com este valor encontra-se o valor dimensionalizado.


Exemplo: Calcule o calor de vaporização do 3,3-dimetilpentano no ponto de bolha normal, 186,91 °F.

• Tc = 505,85°F

• = 0,2672

• M = 114,2

Usando a figura temos 7C1.15, encontramos:

Portanto:

λ = 126,3 Btu/lb


Limitações:

Em geral, este procedimento não é preciso para substâncias polares. O método também perde precisão próximo a região crítica.

Confiabilidade:

Erros entre calores de vaporização calculados, com este procedimento, e experimentais são geralmente menores que 2% para uma grande variedade de hidrocarbonetos. Acima da temperatura reduzida de 0,97, erros podem aumentar para 10% ou mais.

Observação:

A figura 7C1.15 não se extende abaixo da temperatura reduzida de 0,4. Nesta região use a seguinte expressão:

Onde:λb= calor de vaporização na Tb, em Btu/lbTb= temperatura do ponto de bolha, em °R


Calor de Vaporização

Calor de Vaporização de Hidrocarbonetos Puros Calor de Vaporização de Misturas de

Hidrocarbonetos

Na vaporização de misturas, três diferentes efeitos do calor latente podem ser de interesse, os quais são integral isobárico, integral isotérmico e calor diferencial de vaporização.

O procedimento seguinte é para ser utilizado para estimar estes calores de vaporização de misturas de hidrocarbonetos.


PROCEDIMENTO

PASSO 1: A composição deve ser conhecida para todos os três calores de vaporização.

PASSO 2: Para integral isobárico, a pressão deve ser conhecida e para integral isótérmica, a temperatura. Nos dois casos, todas as frações molares de todos os componentes i são iguais em ambas as fases, xi

= yi = xfi.

PASSO 3: Para condições isobáricas, as temperaturas dos pontos de bolha e orvalho devem ser conhacidas, e para condições isotérmicas as pressões dos pontos de bolha e orvalho devem ser conhecidas.

PASSO 4: Conhecendo a pressão e a temperatura dos pontos de bolha e orvalho e a composição do sistema, obter as entalpias de líquido e vapor. O calor integral de vaporização é simplesmente a diferença entre estes valores.


PASSO 5: Para calcular o calor de vaporização diferencial, a temperatura e a pressão deve ser conhecida, como também a composição da misrura. As composições no equilíbrio das fases líquido e vapor devem ser, também, conhecidas. Após obter os valores K de eqilíbrio em T e P, resolva as seguintes equações simultaneamente:

PASSO 6: Conhecendo a pressão e temperatura de todas as composiçoes de fases, obter as entalpias do líquido, vapor e da mistura. O calor de vaporização diferencial é então:

Onde:


Exemplos:

A. Estime o calor de vaporização integral isobárico de uma mistura com 40% (mol) de propano e 60%(mol) de 2-metilpropano em 200 psia, onde o ponto de orvalho e de

bolha são, respectivamente, 158°F e 136°F.


• O calor integral de vaporização é dado por :

HV –HL = 147,27-20,87 = 126,4 Btu/lb

o B. Estime o calor de vaporização diferencial de uma mistura 50%(mol) de propano e 50%(mol) de 2- metilpropano, em 137°F e 200 psia. No equilíbrio, temos 60%(mol) de propano na fase vapor e 38,8%(mol) de propano na fase líquida.

• O balanço de material determina os valores para L e V:


A entalpia das três correntes podem ser calculadas com algum procedimento para cálculos de entalpia

Limitações:

Este procedimento requer um conhecimento prévio das relações de equilíbrio de fase, e é difícil de prever essas relações de forma confiável. A precisão e utilidade deste método diminuirá com o aumento da incerteza das relações de equilíbrio.


Capacidade Calorífica de Líquidos e Gases Reais

Razão de Capacidade Calorífica para Gases Reais de Hidrocarbonetos Puros.

PROCEDIMENTO PASSO 1: Obter o peso molecular, temperatura crítica, pressão

crítica, e fator acêntrico (tabelas)

PASSO 2: Calcular a temperatura e pressão reduzidas, nas quais a capacidade calorífica é desejada.

PASSO 3: Obter os termos e através das tabelas 7E1.2 e 7E1.3 ou figuras 7E1.4 e 7E1.5.

PASSO 4: Calcule o termo adimensional do efeito da pressão usando a seguinte equação:

Onde:

Razão de Capacidade Calorífica para Gases Reais de Hidrocarbonetos Puros

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