A presente planilha tem como objetivo apoiar àqueles que necessitarem efetuar cálculos de destilação instantânea de equilíbrio: destilação"flash", seja profissionalmente, seja academicamente. No entanto, não é garantida de nenhuma forma a utilização de seus resultados, muitoembora tenhamos usado o que de mais rigoroso oferece a literatura aberta.Os cálculos são limitados a 14 hidrocarbonetos que podem ser processados em grupos de até 6 simultaneamente.

Grato,

Luiz Fernando de MouraProfessor do Departamento de Engenharia Química daUniversidade Federal de São Carlos

O autor agradece comentários e sugestões que podem ser enviados para mouralf@power.ufscar.br

O espírito associativo é um dos pilares de um país civilizado: filie-se à ABEQ!

A presente planilha tem como objetivo apoiar àqueles que necessitarem efetuar cálculos de destilação instantânea de equilíbrio: destilação"flash", seja profissionalmente, seja academicamente. No entanto, não é garantida de nenhuma forma a utilização de seus resultados, muito

Os cálculos são limitados a 14 hidrocarbonetos que podem ser processados em grupos de até 6 simultaneamente.

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mouralf@power.ufscar.br

brusca de uma mistura líquida aquecida. Essa expansão produz, através de uma queda de pressão, a divisão dofluxo em duas fases: uma líquida e outra gasosa. A fase gasosa se enriquece com oscompostos mais voláteis, enquanto acontece o oposto com a fase líquida.

aquelas, cujos valores devem ser conhecidos antes doinício dos cálculos. Dentre essas variáveis, duas são usualmente escolhidas entre

razãoAlém dessas,

admitida unitária. Para o desenvolvimento do modelo matemático, admite-se,como aliás se faz para todo o tipo de destilação, que as correntes de vapor e de líquido

Isso resulta que as frações molares do vapor e do

termodinâmica, agregarmos os balanços de massa, resultará o seguinte conjunto de equações

Para a resolução de um problema típico de destilação "flash" podemos admitir a seguinte hipótese, conhecida

Como as pressões desse diagrama ficam restritas à faixa de 1 a 50 bar, para pressões inferiores a 1 atm,

A hipótese de idealidade, contida nessa equação, nos parece válida, uma vez que se trata de substânciaspouco polares, submetidas a baixas pressões.

A destilação instantânea de equilíbrio, também conhecida como destilação "flash"

Variáveis de Projeto são

três: a pressão (P), a temperatura (T), ambas tomadas dentro do tambor, e amol de vapor produzido por mol alimentado (são variáveis de projeto, também, a

alimentação, representada pelas frações molares zi, e a vazão de alimentação, aqui

estão em equlíbrio termodinâmico.

líquido, yi e xi, respectivamente, obedecem a relação yi = Ki . xi, onde Ki, ocoeficiente de partição, é função da pressão, da temperatura e das composições de cada fase. Portanto, se à

como Rachford-Rice que resulta na função objetivo FO:

Para as substâncias disponíveis nesta planilha, os coeficientes de partição Ki podem ser obtidos do clássicoDiagrama de DePriester, aqui apresentado em uma forma analítica do tipo:

os valores de Ki foram extrapolados através da conhecida Lei de Raoult:

onde Pvi é a pressão de saturação da substância i na temperatura T. Ela é estimada pela equação de Antoine:

P, T1, zi

f, yi

(1-f), xi

ln K i=aT 1

T 2+aT 2

T+aT 3+aP1 . ln P+

aP2

P2+aP3

P

K i=Pv iP

x i=zi

[ 1+f (K i−1) ] ; y i=K i xi

FO=∑ y i−∑ x i=∑(K i−1) zi

[1+ f (K i−1 ]=0

ln (Pv i )=A−B

(T+C)

brusca de uma mistura líquida aquecida. Essa expansão produz, através de uma queda de pressão, a divisão do e outra gasosa. A fase gasosa se enriquece com os acontece o oposto com a fase líquida.aquelas, cujos valores devem ser conhecidos antes doessas variáveis, duas são usualmente escolhidas entre

desenvolvimento do modelo matemático, admite-se,tipo de destilação, que as correntes de vapor e de líquido Isso resulta que as frações molares do vapor e do

termodinâmica, agregarmos os balanços de massa, resultará o seguinte conjunto de equações

Para a resolução de um problema típico de destilação "flash" podemos admitir a seguinte hipótese, conhecida

Como as pressões desse diagrama ficam restritas à faixa de 1 a 50 bar, para pressões inferiores a 1 atm,

A hipótese de idealidade, contida nessa equação, nos parece válida, uma vez que se trata de substâncias

destilação "flash", consiste na expansão

), ambas tomadas dentro do tambor, e amol de vapor produzido por mol alimentado (f).

variáveis de projeto, também, a composição da

pelas frações molares zi, e a vazão de alimentação, aqui

obedecem a relação yi = Ki . xi, onde Ki, o, é função da pressão, da temperatura e das composições de cada fase. Portanto, se à

Para as substâncias disponíveis nesta planilha, os coeficientes de partição Ki podem ser obtidos do clássico

. Ela é estimada pela equação de Antoine:

P (bar) f1 n-BUTANO 0.300

1.0 25.0 0.29

2.52 2.35 0.318 0.209 0.5272 n-PENTANO 0.600 0.71 0.67 -0.192 0.655 0.4633 n-HEPTANO 0.100 0.07 0.06 -0.126 0.136 0.0104 Nenhuma5 Nenhuma6 Nenhuma

1.000 0.000 1.000 1.000

Variáveis de Projeto:

Diagrama de DePriesterT (K) 298.2

P (atm) 0.987

aT1 aT2 aT3 aP1

Nenhuma

METANO -90389 0 5.839 -0.895

ETILENO -185209 0 5.630 -0.847

ETANO -212114 0 5.526 -0.886

PROPILE -285138 0 5.355 -0.879

PROPANO -299595 0 5.082 -0.770

i-BUTANO -360138 0 5.248 -0.922

n-BUTANO -395234 0 5.358 -0.965

i-PENTAN -457279 0 5.077 -0.932

n-PENTAN -470645 0 4.936 -0.891

n-HEXAN -549044 0 4.693 -0.846

n-HEPTAN -621544 0 4.391 -0.795

n-OCTAN 0 -4248.0 10.518 -0.731

n-NONAN -787358 0 3.870 -0.678

n-DECAN 0 -5422.5 11.883 -0.715

SUB. C1 C2 C3 C4

Nenhuma

METANO 20.98 1107.50 5.47

zi T (oC) Ki Pvi (bar) Fi xi yi

S zi = S Fi =

Resolva

P, T

P, f

T, f (1-f), xi

1, ziP, T

f, yi

ETILENO 65.86 -2783.55 0.02

ETANO 28.50 -2437.72 -0.01

PROPILE 20.61 1815.20 -25.71

PROPANO 69.72 -3854.58 0.02

i-BUTANO 20.73 2181.80 -24.28

n-BUTANO 20.44 2149.40 -31.59

i-PENTAN 20.57 2370.70 -38.86

n-PENTAN 20.70 2466.50 -40.38

n-HEXAN 113.28 -7151.49 0.02

n-HEPTAN 122.77 -8141.39 0.02

n-OCTAN 33.94 -6144.64 0.00

n-NONAN 20.87 3294.10 -71.32

n-DECAN 9.38 -3456.80 -78.67

As células amarelas são aquelasàs quais o usuário tem acessopara introduzir os valores dasvariáveis de projeto.

Manualmente, pode-se zerar afunção objetivo, mas as corrrelações

e entre 0 e 50 bar absolutos.

De 1 bar a 50 bar

aP2 aP3 ln(Ki) Ki

1

0.277 0 5.118 167.06

0.199 0 3.762 43.03

0.227 0 3.385 29.50

0.221 0 2.386 10.87

0 0.469 2.197 9.00

0 0 1.209 3.35

0 0 0.925 2.52

0 0 -0.055 0.95

0 0 -0.347 0.71

0 0 -1.472 0.23

0 0 -2.591 0.07

0 0 -3.720 0.02

0 0 -4.978 0.01

0.000 0 -6.295 0.00

C5 C6 TMIN TMAX TK PMIN PMAX Pv

100.00 190.00 298.15 0.3518 44.259 333.035

só valem entre -70oC e 200oC

De -70 a 200 oC

-10.40 100.00 250.00 298.15 0.001 22.977 68.392

0.00 -2.64 90.00 275.00 298.15 0.000 24.640 41.429

166.00 226.00 298.15 0.0212 1.025 11.294

-10.48 160.00 331.00 298.15 0.008 20.129 9.439

115.00 410.00 298.15 0.0000 34.587 3.433

205.00 280.00 298.15 0.0308 1.301 2.345

216.00 302.00 298.15 0.0130 1.034 0.905

223.00 341.00 298.15 0.0131 2.638 0.674

-17.00 259.00 365.00 298.15 0.027 1.961 0.199

-18.27 290.00 397.00 298.15 0.040 1.996 0.060

-2.85 293.00 433.00 298.15 0.014 2.362 0.018

298.00 425.00 298.15 0.0056 1.028 0.006

331.00 476.00 298.15 0.013 1.970 0.002

P (bar) f1 n-BUTANO 0.300

1.0 25.0 0.29

2.52 2.35 0.318 0.209 0.5272 n-PENTANO 0.600 0.71 0.67 -0.192 0.655 0.4633 n-HEPTANO 0.100 0.07 0.06 -0.126 0.136 0.0104 Nenhuma 0.000 1.00 0.00 0.000 0.000 0.0005 Nenhuma 0.000 1.00 0.00 0.000 0.000 0.0006 Nenhuma 0.000 1.00 0.00 0.000 0.000 0.000

1.000 0.000 1.000 1.000

Variáveis de Projeto:

zi T (oC) Ki Pvi (bar) Fi xi yi

S zi = S Fi =