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DESTILAÇÃO Prof.: Dr. Joel Gustavo Teleken

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Page 1: DESTILAÇÃO · Destilação Simples A destilação simples consiste na vaporização de um líquido por aquecimento seguida da condensação do vapor e ... Destilação Fracionada

DESTILAÇÃO

Prof.: Dr. Joel Gustavo Teleken

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DefiniçãoA destilação é o método de

separação baseado no equilíbriolíquido-vapor de misturas. Quandotemos duas ou mais substânciasformando uma mistura líquida, adestilação pode ser um método

adequado para purificá-las: basta quetenham volatilidades diferentes

entre si, sendo necessário grandesquantidades de energia.

Definição de Destilação

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ObjetivoO principal objetivo da destilação éseparar um dado volume de produtospresente em uma mistura em produtoscom maior valor agregado.

Para alcançar este objetivo três principaisaspectos devem ser respeitados:

- Qualidade dos produtos,

- Rentabilidade do processo,

- Quantidade Produzida.

Objetivo da Destilação

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Conceitos eFuncionamento de

Colunas de Destilação

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Destilação Simples

A destilação simples consiste navaporização de um líquido por

aquecimento seguida dacondensação do vapor e

recolhimento do condensado numfrasco apropriado.

O ponto de ebulição é a temperaturaem que o vapor e o líquido estão

em equilíbrio a uma dada pressão.

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Destilação Fracionada

Destina-se à separação de líquidosmiscíveis entre si, mesmo aqueles de

pontos de ebulição próximos.Uma coluna de destilação fracionada

proporciona uma grande superfície parao intercâmbio de calor, nas condições

de equilíbrio, entre o vapor ascendentee o condensado descendente. Istopossibilita uma série completa de

evaporações e condensações parciaisao longo da coluna.

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Destilação Binária

Em uma destilação binária, aespecificação da composição e da

recuperação de um componenteem uma extremidade de umacoluna, a razão de refluxo e a

localização do estágio de cargadefinem o sistema.

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Equipamentos

Cilindro vertical onde é conduzida aseparação;

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Equipamentos

Dispositivos internos queproporcionam a separação dos

componentes;

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Equipamentos

Refervedor que fornece avaporização para o processo;

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EquipamentosCondensador que permite a

condensação do vapor no topoda coluna;

Tanque acumulador de refluxo quegarante que líquido seja

retornado a coluna.

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EquipamentosDescida de líquido atravésde canais e subida do vaporpelo furos do prato

Gera vapor queascende pela coluna

Condensa os vapores

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Algumas restrições do processo de destilação:

Não podem ser utilizadas vazões muito altasou baixas de líquido ou vapor;

Baixas vazões de vapor = gotejamento;

Baixas vazões de líquido = formação depontos quentes;

Variação da pressão interna da coluna deveser suave;

Quanto a separação, a quantidade de refluxoé a principal restrição.

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Estágio TeóricoNúmero mínimo de estágiosnecessário para promover a

separação desejada.

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Estágio RealO número de estágios de equilíbrio teóricos é convertido aum número de pratos reais por meio das eficiências deprato.

Tipos de Eficiência:

i) Eficiência Global: não apresenta muito fundamentofísico, sendo a relação entre o número de pratosideiais e os que se necessitam para sepação;

ii) Eficiência de Murphree: é a variação da composiçãodo vapor ao passar de um prato ao seguinte, pelavariação que teria se o vapor que saísse estive emequilíbrio com o líquido que sai

iii) Eficiência local: o líquido que sai do pratogeralmente não é igual ao líquido médio saturadosobre o prato, então utiliza-se concentraçõespontuais.

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Prato de AlimentaçãoRelacionado ao balanço de energia

devido a entrada de calor nacoluna por esta corrente.

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Refluxo Mínimo

A medida que a relação de refluxo diminui onúmero de pratos aumenta

consideravelmente chegando ao ponto limitede refluxo mínimo onde atinge-se um

número infinito de pratos.

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Refluxo Ótimo

Aumentando-se a razão de refluxo a partir dorefluxo mínimo diminui rapidamente o

número de pratos e depois mais lentamenteaté chegar no refluxo total.

minótimo R*5,1R

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Dinâmica e Controledas Unidades de

Destilação

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Controle

Balanço deMassa

Qualidade

Restrições

O controle de uma unidade de destilação deveatender três necessidades básicas:

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Dinâmica do Processo

Por conta do equilíbrio entre líquido e vapor emuma coluna de destilação, mudanças no

balanço de energia se manifestam emmudanças no inventário entre as duas fases.

Se calor é adicionado à coluna mais rápido do queé retirado, existirá uma conversão de

líquido para vapor.

Se for adicionado a uma taxa inferior a necessária,existirá um acúmulo de líquido.

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Dinâmica da Pressão

Embora a pressão na coluna sejaum indicador do inventario de

vapor, também existe uma relaçãoespecífica com outras variáveis

como volatilidade relativa, pontode bolha, e limite de inundação.

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Dinâmica de Vazão

Alimentação, refluxo, destilado (produto detopo) e produto de base são geralmentecorrentes líquidas a temperaturas muito

próximas do seu ponto de bolha.

Se estiverem no ponto de bolha qualquervaporização exercerá ruído na medição

através de um medidor diferencial depressão como um orifício integral.

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Dinâmica da Composição

Mudanças no escoamento do líquidoou do vapor na coluna irão mudar

as composições imediatamente.

Entretanto, sua taxa de mudança éfunção da massa de material na

coluna e das vazões volumétricaspresentes.

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Destilação atmosférica

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Estocagem

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JOEL GUSTAVO TELEKEN

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44 - 32118586