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4 - Extrao Lquido-Lquido ou Extrao por Solvente

Mistura lquida A +C

Adio do solvente S

Mistura lquida A +C

Mistura Lquida A+S

Na extrao lquido-lquido o soluto (A)inicialmente dissolvidoem um solvente (C),tambm chamado dediluente, se transferepara um solvente (S)denominado agente deseparao. A adio dosolvente de extrao emquantidade adequadapromove a formao deduas fases lquidas.

Aps atingir o equilbrio

Extrato

Refinado

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4.1 INTRODUO

Neste caso:

H formao de duas fases lquidas introduzindo um solvente(S) para uma mistura lquida de um diluente (C) e um soluto (A)

O Solvente de (S) e o diluente (C) tm pouca solubilidade umem relao ao outro.

Alimentao

Extrato(S+A)

Extrao Lquido-Lquido

A+CRefinado(C+A)

Solvente S

Define-se o refinado como a fase que sai rica em diluente.

Define-se o extrato como a fase que sai rica em solvente.

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a) Quanto aplicao da tcnica

A tcnica de extrao por solvente justificada

quando, por qualquer circunstncia, a destilao for

inadequada. Por exemplo:

- Soluto for sensvel ao calor

- Apresentar concentrao muito baixa;

- Separao for difcil por razes termodinmicas;

Nestes casos a extrao poder ser apropriada.

Na extrao, a facilidade da separao determinada

pela diferena de solubilidade no solvente adicionado.

2:Extrao Lquido-lquido Ternrio Simples Efeito4

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A ELL tambm utilizada quando a volatilidaderelativa dos componentes for muito baixa;

b) Quanto imiscibilidade dos solventes C e S

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H duas situaes:

Quanto os solventes so imiscveisQuando os solventes so parcialmente miscveis

Quando os solventes S e C so imiscveis:Neste caso, o nmero de estgios pode ser calculadopelo mtodo Mc Cabe-Thiele ou pelo mtodo do fatorde absoro.

1 2 3 n

L0

V1 V3V2 V4 Vn

L1 Ln

L2

Ln-1

Vn+1

* Em cada fase haver no mximo dois componentes

3Quando os solventes so parcialmente miscveis:

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Quando S e C forem parcialmente miscveis, os 3componentes estaro presentes nas fases dorefinado e do extrato.

Neste caso, o clculo da separao exige uso dediagramas ternrios ou utilizao do Mtodo doPonto de Operao (Corrente Diferena), similarao visto na extrao slido-lquido.

H necessidade de remover o solvente dacorrente extrato e do refinado, o que muitas vezes feito por destilao.

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Na escolha do solvente existem vriosprincpios que podem ser usados comoregra:

Fatores que caracterizam a separao

Fatores importantes para ofuncionamento do equipamento deextrao

Fatores econmicos

Propriedades desejadas do solvente S

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Seletividade

Facilidade que o solvente tem de dissolver

determinado componente em detrimentode outro

a) Fatores que caracterizam a separao

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A diferena de densidade entre as fases emcontato essencial e deve ser a maior possvel.

b) Fatores importantes para o funcionamento do equipamento

Densidade

Viscosidade

Deve-se escolher um solvente de viscosidade baixaa fim de se evitar o arraste de gotculas da fasedispersa e aumentar a capacidade dos extratores.Menores gastos de energia para bombeamento eagitao, rpida extrao, rpida separao e altastaxas de transferncia de calor e massa socaractersticas da baixa viscosidade.

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Tenso Interfacial

Se a tenso interfacial for baixa, h riscos deformao de emulso.

Capacidade

Diz respeito quantidade de soluto (A) que osolvente (S) pode dissolver. Quanto maior acapacidade, mais concentrado o extrato, menora unidade de recuperao do solvente.

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c) Fatores Econmicos

- O solvente no deve ser caro, txico, inflamvel,

corrosivo e instvel quimicamente;

- Deve ter baixo ponto de fluidez e alto ponto de

fulgor;

- Deve ser possvel sua recuperao (separao de

solvente, do extrato e do refinado);

- O solvente e o soluto no devem formar azetropos.

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Ponto de fulgor ou ponto de inflamao a menor temperatura

na qual um combustvel liberta vapor em quantidade suficiente para

formar uma mistura inflamvel por uma fonte externa de calor. O

ponto de fulgor no suficiente para que a combusto seja mantida.

Ponto de fluidez a menor temperatura em que a amostra ainda

escoa.

Azetropo uma mistura de duas ou mais substncias que, a uma

certa composio, possui um ponto de ebulio constante e fixo,

como se fosse uma substncia pura, no podendo, por isso, seus

componentes serem separados por processo de destilao.

4.2. Relaes de equilbrio lquido-lquido

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Diagramas:Tipo I: H somente um par de componentesparcialmente miscveisTipo II: H 2 pares de componentesparcialmente miscveis

Tipo I: H somente um par de componentes parcialmente miscveis

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Esquema para ilustrao de um diagrama ternrio (1,2,3) em que oscomponentes 2 e 3 so parcialmente miscveis ( temperatura e pressoconsideradas). A reta CD uma linha de amarrao.

6Tipo II: H 2 pares de componentes parcialmente miscveis

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Diagrama triangular em que os pares 1-3 e 1-2 soparcialmente imiscveis. As retas no interior das zonasbifsicas representam linhas de amarrao.

4.2.1 Clculo do nmero de estgios tericos com solventes parcialmente miscveis

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As bases do clculo de um sistema lquido-lquido so:

- O conceito de estgio ideal;

- Relaes de equilbrio;

- Balanos materiais (regras da adio grfica, alavanca ediferena)

- Utiliza-se o mtodo do ponto de operao, similar aovisto para extrao S-L

- Alterna-se o uso das relaes de equilbrio (linha deamarrao) e do ponto de operao.

As variveis mais importantes a considerar so:

Pureza do extrato (y1A) Prefere-se, geralmente, extratosmais concentrados no soluto, de modo que a recuperao desteextrato seja pouco/menos dispendiosa.

Recuperao do soluto desejvel recuperar tanto quantopossvel o componente A. Ocorre elevada recuperao quandoh um valor elevado de V1.y1A ou Ln.vnA baixo.

Nmero de estgios Quanto maior o nmero de estgiosnecessrios, maior o custo do equipamento.

Razo solvente /carga (V/L) Uma razo V/L elevada leva auma fase V diluda e a uma recuperao mais alta.

4.3 Variveis de projeto e operao na Extrao Lquido-Lquido em contracorrente simples