Destilação

Destilação

1. Coluna de Destilação

   • Cilindro metálico
     • Dentro do qual a destilação ocorre.
     • Dentro do qual a destilação ocorre
   • Pratos ou bandejas
     • São usados para propiciar contato íntimo entre as fases. 
     • São usados para propriciar o contato intimo entre as fases
   • Condensador
     • Resfria e condensa o vapor rico no componente mais volátil que deixa a coluna pelo topo.
     • resfria e condensa o vapor rico no componente mais volátil que deixa a coluna pelo topo.
   • Vaso de refluxo
     • Armazena o vapor condensado. Parte desse condensado retorna a coluna e a outra parte sai como produto de topo.
     • Armazena o vapor condensado. Parte desse condensado retorna a coluna e a outra parte sai como produto de topo.
   • Refervedor ou reboiler
     • Vaporiza parcialmente o líquido formado no fundo que retorna a coluna fornecendo calor para promover a separação.
     • Vaporiza parcialmente o líquido formado no fundo que retorna a coluna fornecendo calor para promover a separação.

2. Volatilidade relativa

   • Mede a facilidade de evaporação de um líquido.
   • Aij = Yi/Xi/Yj/Xj
   • Mede a facilidade de evaporação de um líquido

3. Equilíbrio Termodinâmico

   • Quando o n° de moléculas que deixam o líquido é igual ao n° de moléculas que abandonam o vapor (condensam). 
   • Quando o n° de moléculas que deixa o líquido é igual ao n° de moléculas que deixam o vapor

4. Constante de Equilíbrio

   • É a relação entre a fração molar do composto na fase vapor pela fração molar do composto na fase líquida.
   • Ki = Yi/Xi
   • Ki alto = i se concentra na fase vapor
   • Ki baixo = i se concentra na fase líquida
   • Ki = i se divide igualmente na fase líquida e vapor.
   • a relação entre a fração molar do composto na fase vapor pela fração molar do composto na fase líquida

5. Exceções para uso da destilação

   • Diferença de volatilidade pequena
   • Quando a qtd do componente volátil é pequena
   • Para Compostos termicamente instáveis
   • Quando a mistura é corrosiva ou polimeriza

6. Observações

   • A uma dada temperatura, um líquido puro entra em ebulição quando sua pressão de vapor se iguala a pressão da vizinhança.
   • Líquidos com altas pressões de vapor (líquidos voláteis) irão entrar em ebulição à temperaturas mais baixas
   • A uma dada pressão externa, quanto menor o ponto de ebulição maior a pressão de vapor.
     • Pressão de Vapor: pressão desenvolvida no recipiente pelas moléculas na fase vapor 
     • A pressão de vapor é importante para determinação do n° de estágios de equilíbrio dentro de uma coluna
     • Pressão de vapor: pressão desenvolvida no recipiente pelas moléculas que estão no estado de vapor.
   • Então quanto maior a volatilidade maior a pressão de vapor.
   • A destilação ocorre devido às diferenças na volatilidade dos componentes na mistura líquida.

7. Equilíbrio líquido e vapor

   • InP = A - B/T+C
     • Pv = pressão de vapor da substância
     • T = temperatura de equilíbrio (em K)
     • A, B e C = constantes individuais para cada substância

8. Vantagens

   • Separação fácil para volatilidades relativas maiores que 1,5;
   • Baixo consumo de energia;
   • Não envolve manuseio de uma fase sólida;
   • Não exige adição de nenhum outro composto que possa contaminar o produto
   • Pode ser facilmente usada em processos de estágios múltiplos com um único vaso

9. Desvantagens

   • Deterioração térmica do produto
   • Alto consumo de energia e torres de grandes diâmetro e altura para volatilidades relativas menores que 1,15

10. Outros métodos de separação

    • Propriedades físico quimicas
      • Pressão de vapor (destilação)
      • Solubilidade (extração e absorção)
        • Extração líquido líquido
          • Operação unitária em que há adição de um solvente onde os componentes desejados são preferencialmente solúveis
          • Conforme o componente passa para o solvente, este vai se transformando num extrator.
          • A mistura inicial vai se transformando num rafinado
          • Operação unitária onde é adicionado um solvente onde os componentes desejados são preferencialmente solúveis
          • Conforme o soluto passa para o solvente, este (solvente) se transforma num extrator
          • A mistura inicial se transforma num rafinado
        • Absorção
          • Operação unitária em que um ou mais componentes de uma mistura gasosa são dissolvidos num líquido
      • Tamanho de partículas (adsorção em peneira molecular)
        • Fenômeno onde moléculas de um fluído são atraídas para uma superfície sólida , em função da força resultante da descontinuidade nas moléculas desta superfície.
      • Ponto de Fusão (cristalização)

11. Ponto de orvalho

    • É a condição temperatura e pressão, na qual surge a primeira gota de líquido numa mistura vaporizada

12. Operação unitária de transferência de massa para separação de componentes em uma fase líquida baseada nas diferenças de volatilidade dos constituintes da mistura.

13. No projeto de uma coluna de destilação o principal objetivo é determinar o número de estágios de equilíbrio necessários para promover a separação desejada.

14. Utiliza como principio o equilíbrio das fases

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