QumicaIndustriaIVer2.2

Tipos:Destilaodiferencial(simplesouem batelada) Destilaoemequilbrio(flashou integral) Destilaofracionada Destilaoextrativaeazeotrpica

DestilaoFlash

Destilaoextrativaeazeotrpica DestilaoextrativaUmcomponenteexterno(solvente) usadoparamodificaravolatilidade relativadoscomponentesdacarga. relativadoscomponentesdacarga

Separao de isobutano de buteno-1

1

DestilaoazeotrpicaQuandoocomponenteexternoforma umazetropo comumoumais componentesdacarga componentesdacarga.

Separao de etanol-gua por destilao azeotrpica com benzeno

Usasedestilaoextrativaou azeotrpicaquando:Avolatilidaderelativaentreos componentesquedesejamosseparar aproximadamente1,0. Quandoacargaformaumazetropo homogneonadestilao,cuja composionovariamuitocoma presso.

Variaodacomposiodeum azetropocomapresso:

Sistemadequebradeazetropousando2torresde destilaoemsrieoperandoadiferentespresses

COLUNA - Diagrama

Coluna de Destilao

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CONDENSADOR

FuncionamentoO vapor da mistura se desprende e se dirige ao topo encontrando um prato superior que com a coluna de lquido condensa os pesados p desse vapor que por sua vez vaporiza os leves desse nvel de lquido da bandeja, havendo assim uma troca de calor muito grande ocorrendo em cada prato da torre.

REFLUXO

PrincipaisTiposdeTorresde Contato

DESTILADO

CARGA

BORBULHADOR

REFERVEDOR

PRODUTO DE FUNDO

QuedadePressoTpicaP mmHg/Hetp Pratos Recheios Randmicos Recheios Arrumados 3-5 1-3 0,1- 0,25

Tipo Tamanho Material

Hetp altura equivalente a um prato terico

RecheiosRandmicos Tradicionais

RandmicosModernos

IMTP

Super Intalox

Anel de Raschig

Anel de Lessing

Anel Particionado

I-Ring

Nutter Sela de Berl Sela Intalox Anel Pall

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FLEXIMAX

MateriaisMetlicosVANTAGENS DESVANTAGENS MATERIAIS PREO RELATIVO BASEADO NO MERCADO AMERICANO

METLICOS 1) No so suscetveis a choques trmicos ou quebra por impactos 2) Normalmente no se deformam 3) Peso relativamente pequeno 4) Pode ser produzido qualquer material em 1) Propriedades corrosivas podem exigir uso de ligas excessivamente caras Ao carbono Ao inox 304 Ao inox 316 Monel 1 2,5 4,4 20

Recheios Plsticos

MateriaisPlsticosVANTAGENS DESVANTAGENS MATERIAIS PREO RELATIVO BASEADO NO MERCADO AMERICANO

MateriaisCermicosVANTAGENS DESVANTAGENS MATERIAIS PREO RELATIVO BASEADO NO MERCADO AMERICANO

PLSTICOS 1) No so susceptveis a choques trmicos nem a quebra por impacto 1) Propriedades corrosivas ou trmicas podem exigir o uso de plsticos excessivamente caros Polipropileno PVC CPVC Kynar (PVDF) Teflons: PFA FEP TFE 2) Susceptvel defomao por alta temperatura ou erro operacional Tefzel 0,55 1,60 2,50 8,90

CERMICAS 1) Baixo custo 2) Pode ser usado em temperaturas elevadas 3) Resistncia maioria dos agentes qumicos exceto aos lcalis e vapor vivo 1) Susceptvel a choque trmico ou quebra por impacto 2) Alta densidade 3) Pequena capacidade devido a sua espessura de parede 4) Mais difcil de instalar devido a quebras 1,2

2) Possui baixo peso

(20 - 30) (20 - 30)

4

GrafiteouCarvoSinterizadoVANTAGENS DESVANTAGENS MATERIAIS PREO RELATIVO BASEADO NO MERCADO AMERICANO6,0 CARVO 1) Pode ser usado em servios a altas temperaturas na ausncia de oxidantes energticos 2) Quimicamente resistente 1) Susceptvel impacto 2) Alta densidade 3) Baixa capacidade devido espessura de parede quebra por

RecheiosArrumados

4) Maior dificuldade de instalao devido a quebras 5) Custo elevado

GradesP0,30,4mmHg/HETP Vazes50100%superioresaospratos Grandesdimetros

RecheiosEstruturadosdeAlta Eficincia

RecheiosBXdaSulzer

Estruturadosde2aGerao

5

TiposdePratosPratosConvencionais Semdowncomer Comdowncomer PratosAltacapacidade

Pratos TURBOGRID Pratos PERFURADOS PRATOS SEM DOWNCOMERS Pratos RIPPLE (ONDULADOS) Pratos KITTEL

Prato perfurado sem downcomer

RIPLLE TRAYS1 Gerao anos 50

Segunda Gerao de RIPLLE TRAYS

Painel soldado

2 Gerao no usa soldas

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PratosRipple TrayOpera como um prato perfurado, distinguese do perfurado por ter a chapa onde f h d ficam os furos em forma senoidal, como uma telha.

FuncionamentoPela maneira que projetada a bandeja formase na superfcie uma camada de espuma que tem a propriedade de promover uma tima superfcie de contado para a troca de calor com um alto grau de turbulncia.

RIPLLE TRAYS:Bandejas de metal perfuradas com ondulaes que favorecem a passagem do lquido pela parte + baixa e a do vapor pela + alta. A acomodao das bandejas, defasadas de 90 somada a formao ondulada, proporcionam um contato ntimo entre lquido e vapor no corpo da bandeja. O formato em onda da bandeja, proporciona uma maior resistncia mecnica Por este motivo as bandejas podem ser mecnica. confeccionadas por chapas mais finas representando assim um menor custo. As bandejas so construdas de modo que facilita a sua montagem, mesmo em pequenos dimetros. Sua montagem de simples fixao nos anis de suportao e parte das bandejas so fixados por grampos. Sua fabricao possvel em qualquer tipo de metal, porem o ao inox o mais utilizado.

RIPLLE TRAYSPara este tipo de bandeja so requeridos distribuidores, tanto de carga quanto de refluxo para evitar sobrecarga isolada em determinado ponto da bandeja e caminhos preferenciais do vapor ou liquido nas regies de carga ou refluxo. A bandeja opera com uma camada de espuma na superfcie que facilita a formao da superfcie de contato para que ocorra a troca de calor e massa entre o lquido e o vapor.

Comparao: RIPPLE TRAY X PERFURADOS

TorresdePratosPratos com Burbulhado res PRATOS COM DOWNCOMERS Pratos PERFURADOS Pratos com Vlvulas

O vapor ascendente tem vrios ngulos de ataque ao lquido, enquanto nas bandejas perfuradas simples o ngulo de ataque um s, justificando-se assim o alto grau de turbulncia e a formao de espuma na superfcie da bandeja do tipo riplle.

As ripple trays apresentam menor perda de carga quando comparadas aos pratos convencionais. As riplle trays so usadas em torres que apresentam problemas de sujeira ou incrustaes. Isto se justifica pelo fato de que quando se usa ripple tray o grau de turbulncia e velocidade so to grandes que dificulta a deposio de incrustaes. Isto j no ocorre na torre convencional onde a passagem de lquido entre os pratos ocorre somente nos DCMs possibilitando o acumulo de incrustaes.

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Prato perfurado com downcomer

borbulhadores

downcomer Pratos com BURBULHADORES

PratosPerfuradosA vantagem deste tipo de prato consiste no fato de ser mais barato e dar perda de presso menor.

PratosPerfuradosSo pratos que apresentam na zona de passagens de vapor somente orifcios afastados entre si de 2 a 3 dimetros.

Furos

Vertedouro Downcomer

Fluxo Lquido da bandeja superior

Como desvantagem apresenta a menor flexibilidade para baixas vazes de vapor, pois neste caso o lquido tende a passar pelos orifcios

Prato Perfurado

downcomer

Pratos valvulados

BDH valve

Pratos Valvulados Nutter

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Comparao entre os tipos clssicos de pratosDescrio Perfurado Valvulado Alta a Muito alta Alta BorbulhadorModeradamente

Capacidade

Alta

altaModeradamente

Eficincia

Alta

alta Alto

Arraste

Moderado

Moderado

Delta P

Moderado

Moderado

Alto

Descrio

Perfurado Valvulado

Borbulhador

Custo

Baixo

20% > Alto perfurado 2-3 x perfurado Baixa moderada d d Baixa moderada Baixo Moderado 70%Relativamente

Manuteno

Baixa

alta lt Alta Coleta de Slidos Alto 5%

Tendncia Incrustao Efeito da Corroso Participao no mercado

Baixa

Baixo 25%

PratosMultiDowncomerSemelhante ao prato Ripple Tray mas possui um local especfico para o q p j escoamento do lquido para a bandeja inferior.

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RecheioRandmicoVantagens Desvantagens fcilinstalaoem customaiorqueos torrespequenas p pratosdealta maiorresistncia capacidade aodepsito eficinciamenor preomenorpara queoestruturado grandesvolumes melhor p/alta presso

Vantagens dosRecheiosEstruturadosPpequena baixoarraste sistemascom espuma altaeficincia volumtrica

Desvantagensdos Recheios Estruturadossensvelao depsito maiorcusto a o custo volumtrico baixa resistnciaa corroso problemas comalta presso

TorredeChicanas

BibliografiaConsultadaCaldas,J.N., Internos de Torres, Rio de Janeiro, RJ, 2007. Garcia, Carlos E., University of South Alabama 2004 2004. Kern, Donald Q., Processos de Transmisso de Calor, Guanabara, Rio de Janeiro, RJ, 1980.

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ExercciobalanodemassaUmfracionadoralimentadocomgasolina natural,encerrando40%depropano,30% p denbutanoe30%denpentano,foi projetadoparafornecerpropanopurocomo produtodetopoegasolinaencerrando50% denbutanoe50%den pentanocomo produtodefundo.Umanicacolunafoi utilizada.Calcularaquantidadedecada produtopor1000kgdealimentao.

Determinadacargainjetadaemuma torrededestilaoaumataxade300 kg/h.Aalimentaocontm36%deum componentegenricoB.Sabendoqueo produtodefundoretiradoaumataxade 140kg/h,contendo6%emmassado componenteB,qualserafraoem B l f massadeBquesainodestilado?

Exerccio Alimentaseumacolunade destilaocom1000,0kg/hdeumasoluo contendo10%emmassadelcool,obtendo se100kg/hdedestiladocom80%emmassa delcool.Desenheofluxograma, determinandoavazodevinhaa(produto defundo),suacomposio,eaquantidade percentualdelcoolperdidonoprocessode recuperaodolcool.

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