7/21/2019 Tipos de Destilao

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Operaes de destilao:

Uma destilao pode ser conduzida de uma variedade de modos,cada um dos quais apresenta vantagens e desvantagens numa

determinada situao partculas. Observa-se, todavia, que os diversosmodos de operar so modifcaes dos seguintes mtodos que podemser considerados undamentais!

"estilao dierencial#"estilao de equilbrio #"estilao por arraste#"estilao racionada#

$stes modos dierem um do outro pelo modo de conduzir a operao

e pelo tipo de equipamento, porm todos esto baseados no mesmoprincipio! o vapor produzido por uma dada mistura liquida est%geralmente mais concentrado no componente mais vol%til do que noliquido.

Destilao diferencial:

$sta operao ,tambm con&ecida como destilao de Raleigh oudestilao simples , descontinua. ' carga liquida colocada no

ervedor e aquecida at sua temperatura de ebulio. (mediatamentedepois de produzido, o vapor ormado removido atravs de umcondensador. )anto o vapor ,que se encontra enriquecido nocomponente mais vol%til, como o liquido residual do ervedor podemser o produto da operao.' aparel&agem utilizada consta de um ervedor que vai vaporizando acarga ,e de um condensador. *o laborat+rio esta operao realizadanum balo de vidro de pescoo curto no qual adaptado ocondensador.

Os c%lculos relativos a este tipo de operao visam relacionar aquantidade de liquido que se encontra no ervedor num dado instantecom sua composio. omo a operao realizada em batelada ,oregime transiente.

Destilao de equilbrio :

tambm c&amada destilao fash, podendo ser realizada embatelada ou em operao contnua. $ste segundo modo de operar mais requente e ser% considerado a seguir. ' alimentao liquidapreaquecida alimentada num tanque de epanso, no qual uma

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parte do liquido vaporiza. O vapor produzido e o liquido no-vaporizado so retirados continuamente do tanque logo que seormam. /ara operao em regime permanente os balanos materiais0 total e do mais vol%til1 combinados permitem calculas a quantidade

2 0 vapor produzido, composio 31 a ser vaporizada. 2arias unidadesdo tipo descrito podero ser utilizadas em srie, de modo a serrealizada operao multe estgio a fm de aumentar a 4eibilidadedeste tipo de operao.

"estilao por arraste !

Um mtodo variante da destilao simples consiste em in5etar vaporno ervedor em vez de realizar o aquecimento atravs de um trocadorde calor. $ste modo de operar bastante comum ,sendo con&ecido

tambm pelo nome de destilao com vapor. 6eu maior emprego avaporizao de misturas com caractersticas desavor%veis detranser7ncia de calor ou de liquido que se compe quando destiladosnormalmente 8 presso atmosrica."ois casos podem ocorrer ! 9:1 o vapor dissolve-se no liquido que estasendo destilado# ;:1 o vapor imiscvel com o liquido . *o primeirocaso ,utilizando o ndice a para identifcar a %gua pode-se calcular arelao entre os n>?. claro que se o liquido or

muito pouco vol%til, o consumo de vapor ser% eagerado. Os recursospara reduzi-lo so dois! operar a presso reduzida ou aquecer oervedor ,alm de in5etar vapor d@%gua.

Destilao fracionada :

's operaes at agora descritas propiciam pouco enriquecimento dovapor produzido, a no ser que se opere com v%rios est%gios. /ormneste caso o custo do equipamento pode vir a ser proibitivo. *adestilao racionada opera-se com vaporizaes e condensaessucessivas num equipamento de menor custo ,con&ecido como

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coluna de racionamento .

A% colunas de racionamento de pratos e de enchimento .' coluna deracionamentotem um casco cilndrico vertical alongado ,no interiordo qual &% um certo nm de

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di=metro e, para a separao de estireno-etil-benzeno, com F,G>m dedi=metro ,com cinco leitos num total de HHm. Cande5as de colunascom di=metros at I,E>m t7m sido substitudas por rec&eiosmet%licos modernos. Uma compan&ia especializada em rec&eios

met%licos menciona colunas com at 9Em de di=metro e F>m dealtura.6uas vantagens relativamente 8s colunas de placas com camp=nulasou valvuladas so a alta efci7ncia 0 baio valor '$/) J 'lturaequivalente a uma placa te+rica1 ,capacidade elevada devido 8 suaresist7ncia ao arraste de lquidos ,baia perda de carga e portantopequena elevao do ponto de ebulio , baia reteno de lquidos econsequentemente pequeno tempo de resid7ncia do liquido noequipamento.'s torres de rec&eio t7m um casco cilndrico longo no interior do qual colocado um leito poroso que se destina a promover o contato entreas ases. O material de enc&imento deve apresentar uma srie depropriedades como baia densidade ,boas caractersticas de perda decarga, inrcia qumica, baio custo e boa resist7ncia mec=nica, almde promover o contanto efciente das ases.Os materiais de enc&imento mais comumente empregados so osanis Basc&ig,Kessing, com partio, espiralados 0 espiral simples,dupla ou tripla1, as selas Cerl e (nalo, todos de cer=mica e emtaman&os que variam de LM a EM. A% anis de grafte e outros

materiais ,como ino, prata, vidro, pl%sticos e vegetais, como bambue madeira. Bec&eios mais modernos so os anis /all met%licos oupl%sticos e os rec&eios estruturados como os enc&imentos 6ulzer eNellapa met%licos, pl%sticos ou cer=micos 0 Perapa1 constitudos detiras dobradas e corrugadas ormando canais que se cruzam em=ngulo com o eio da coluna.$mpregam-se tambm espirais e telleretes met%licas resistentes 8corroso, ti5olos urados, coque e pedregul&os. ertas colunas soeitas com madeira empil&ada regularmente em camadas cruzadas.

O maior pro!lemadas colunas de enerto o escoamentopreerencial5unto %s paredes da coluna onde a porosidade maior./or esta razo costuma-se azer a irrigao uniorme do enc&imento,com uma mdia de cinquenta pontos de in5eo de lquidos por metroquadrado de seo transversal. comum tambm eetuar-se a re-disperso do liquido a cada H a Dm. ' fm de reduzir o eeito doescoamento preerencial o di=metro da torre deve ser pelo menos 9>a 9; vezes o taman&o do material do rec&eio. 's peas sogeralmente colocadas em desordem no interior da colunas, que

inicialmente enc&ida com %gua para evitar a quebra das peas

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quando estas orem de cer=mica. Outras vezes as peas soempil&adas ordenadamente, uma a uma.

Clculos relativos as colunas de

placas.-"#todo de $e%is-&orel'Qoi inicialmente desenvolvido por6orel,sendo mais tarde simplifcado consideravelmente por KeRis.6orel c%lculos o enriquecimento do vapor ,isto , a variao decomposio do vapor de uma placa para outra ,atravs de balanosmateriais e de energia, admitindo que o equilbrio atingido em todasas placas, ou se5a, que a relao de equilbrio satiseita em cadauma. onsideremos inicialmente a seo de enriquecimento.

(alanos materiais realizados no sistema constitudo das n primeirasplacas a contar do topo e mos i condensador.

-"#todo de "cta!e-)hiele ' Observa-se que sendo v%lidas as&ip+teses simplifcadores usuais de KeRis encontra-se as retas detra!alho . A% uma reta de trabal&o para a seo de enriquecimento0 B)$ 1e outra para a seo de strippping 0B)61.

- "#todo de *onchon-&avarit ' um mtodo gr%fco para calcular onumero de placas te+ricas que se prescinde das &ip+teses

simplicadoras usuais. ' acilidade com que se obt7m as cargastrmicas do condensador e ervedor. ' construes gr%fca eita nodiagrama entalpia-concentrao do sistema. (nelizmente esses tiposde diagramas so raros, sendo esta a maior limitao do mtodo.

- "#todo de +rense' um mtodo analtico para calcular o n

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- "#todo de $e%is e "atherson

O c%lculo do n

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't pouco tempo este tipo de destilao s+ era utilizado quando osmtodos convencionais eram impratic%veis ou impossveis ,como nocaso da separao de misturas azeotr+picas. )odavia, &o5e em dia adestilao etrativa muito utilizada para separar componentes com

volatilidades muito pr+imas, o que pelos mtodos convencionaisrequer muitos est%gios e razes de re4uo elevadas. $ste mtodorequer menos energia e muitas vezes o que se economiza paga oequipamento de recuperao do solvente.onsiste em adicionar um outro componente ao sistema, c&amadosolvente , que aumenta a volatilidade relativa dos componentes aseparar. $ste modo de operar requer uma segunda coluna pararecuperar o solvente utilizado. 'penas pequenas quantidades desolventes so perdidas na operao .'limenta-se a mistura de ' e C na primeira coluna ,c&amada colunade extrao , da qual o componente mais vol%til sai pelo topo, Osolvente 6 alimentado pr+imo ao topo dessa coluna e SarrastaM ocomponente C para a base, de onde a mistura C T 6 segue o stripperde solvente , que promove a separao de C e 6. O solvente umliquido muito menos vol%til do que os componentes a separar.

Destilao a"eotr#pica :

' separao dos componentes de uma mistura azeotr+pica

impossvel de ser realizada por destilao racionada,a noser que seempregue algum meio especial para desviar do azeotropo. O meiomais pr%tico c&amado destilao azeotrpica e consiste emacrescentar um outro componente a mistura que vai ser separada,como no caso da destilao etrativa. ' dierena reside navolatilidade do componente acrescentado, que neste caso essencialmente a mesma dos componentes a separar, enquanto nadestilao etrativa o solvente era praticamente o-volatil comparadocom os do sistema. *estas condies o componente acrescentado

orma um azeotropo com um mais dos componentes a separar,devido a dierenas de polaridade.)ambm na destilao azeotr+pica o agente de separao alimentado pr+imo ao topo da coluna, porm neste caso a maiorparte sa no vapor de topo. Beside neste ato a principal dierenaentre os dois tipos de operao. *a destilao etrativa o solvente menos vol%til do que os componentes a separar, sua concentrao relativamente constante em todas as placas e ele quase todoretirado pelo reervedor. *a destilao azeotr+pica o agente

acrescenta ac&a-se praticamente na poro superior da coluna e suaconcentrao decresce na direo do ervedor.

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O eeito do agente de separao , mais uma vez, a alterao davolatilidade relativa dos componentes a separar a ele deve, emprincipio, satisazer aos mesmos requisitos discutidos no caso dosolvente da destilao .

O modo de ultrapassar o azeotropo utilizado neste modo de operar semel&ante ao da destilao de lquidos parcialmente miscveis, como%gua e isobutanol. *o necess%rio produzir um azeotropo tern%riocomo produto de topo, mas essencial que o condensado orme duasases. )odavia, alguns sistemas no produzem vapor de topo quecondensa duas ases liquidas, de modo que algum outro tipo deoperao dever% ser utilizado para desdobrar o produto de topo,como por eemplo diluio ou etrao.

$onte:

Be3naldo omide J 2olume (2 J Operaes Unit%rias.9VII. %p.((.