Sabendo Que No Domínio Bifásico

Sabendo que no domínio bifásico, as composições molares das fases
líquida e vapor para esta mistura, temos, portanto:
XA + XB = 1 ( 1)
Y A + YB = 1 ( 2)
XB = 1 - XA ( 3)
YB = 1 - YA ( 4)
KA
e α=
KB
(5)
E essa relação (5) fica assim:
YA (6)
XA
α=
1−Y A
1−Y A
α⋅
( 1− y A
1−x A )y
= A
xA
α ( 1− y A ) yA
=
( 1−x A ) xA
α ( 1− y A ) x A = y A ( 1−x A )
( α −α y A ) x A= y A − y A x A
α x A −α y A x A = y A − y A x A
ou y A − y A x A=α x A −α y A x A
y A − y A x A +α y A x A =α x A
y A ( 1− x A + α x A ) =α x A
ou y A ( 1+α x A −x A ) =α x A
y A [ 1+ x A ( α −1 ) ]=α x A
α xA ou α xA
y A= y A=
1+ x A ( α −1 ) 1+ ( α−1 ) x A
A partir desta equação, é representada a equação da curva de equilíbrio

líquido-vapor, que será então:
α xf
yf =
1+ ( α −1 ) x f
Esta equação faz parte das equações permitindo calcular o número de

estágios teóricos (número de pratos teóricos) de uma coluna de
fracionamento, pelo método de MC CABE e THIELE.
Assim ao representar esta equação em etapas sucessivas, teremos por

exemplo, para a etapa (1):
α x1
y 1= ; e assim, como para outras etapas (ou pratos
1+ ( α −1 ) x 1
teóricos).
Notação:
(1) Segundo esta experiência, definimos, portanto, a destilação

fraccionada, de um conjunto de equilíbrio líquido – vapor em série,
assegurado por estágios sucessivos (pratos) nas quais as fases mais
pesadas escoam por gravidade (devido o refluxo), a contra - corrente
das fases leves e realizando as separações.
(2) Com todo, o princípio da destilação fraccionada consiste a pôr em
contacto um fluxo líquido e vapor (em equilíbrio), circulando em contra
– corrente num recipiente fechado (coluna); de maneira a efectuar as
separações entre os constituintes presentes da mistura, graças a uma
transferência de matéria cuja força motriz depende de um lado dos
equilíbrios líquido-vapor entre as duas fases (líquida e vapor) , e de
outro lado, das diferenças de concentração dos componentes.
Assim, podemos dizer que uma coluna de destilação permite obter

uma sucessão de estágios de equilíbrio líquido-vapor dos componentes
da mistura, em diferentes pratos.
I.3. TIPOS DA OPERAÇÃO DE DESTILAÇÃO
1º) Operação da destilação simples e contínua
O facto de Aquecer simplesmente um líquido de uma mistura complexa

de componentes gerando uma fase líquida e uma fase vapor para separá-
lo, constitui a separação por destilação; porque algumas composições de
um produto vão se concentrar na fase de vapor e os outros na fase líquida.
E esta operação de destilação é uma destilação simples; e realize num
simples balão de destilação, e aplicada nos laboratórios químicos.
Na indústria de refinação é realizada no laboratório, na amostra do Petróleo

bruto e muito mais nos derivados para o controlo das suas qualidades
quanto às purezas das suas composições, e conhecida como destilação
ASTM
Exemplo de figura da destilação simples

A dizer que a destilação simples é muita adaptada aos tipos de misturas
binárias nos quais as volatilidades dos seus componentes são tão diferentes;
ou seja, a diferença de temperaturas de ebulição dos componentes é bem
afastada.
E nesse caso, com base da procura da recuperação dos diferentes produtos

com as suas purezas (composição exacta), a operação da destilação
simples podem passar por uma destilação simples contínua.
A destilação simples contínua é uma destilação sucessiva; quer dizer os

produtos obtidos depois da separação, são separados de novo para ressair
os destilados que se encontram concentrados entre eles.
A destilação simples contínua apresenta igualmente problemas; que são:

- o custo de calor de aquecimento das diferentes cargas;
- a decomposição das cargas de diferentes reactores (colunas) pelo
sobreaquecimento;
- e mesmo maus qualidades dos produtos obtidos.
2º) Destilação descontínua
A destilação descontinua é muito empregue nos laboratórios químicos.

Realiza-se num equipamento diferente à da destilação simples, por ser uma
destilação fraccionada, mas tratando as cargas em pequenas quantidades.
Temos por exemplo em baixo, a estrutura de base de uma coluna de

destilação fraccioanada em descontínua: onde o aquecedor vai trazer o calor
necessária na criação de débito desejado de vapor.
Este é separado na parte superior da coluna ( pratos) onde vai encontrar

uma corrente líquida em contra corrente. o destilado é retirado no topo do
equipamento e recolhido na aproveita. E ao longo da operação, as diferentes
fracções presentes na carga serão retirados sucessivamente, em suas
ordens de temperaturas de ebulição e recolhidos em diferentes aproveitas.
Com efeito, existe sempre as frações fora de especificações, que precisaram
uma rectificação. Esta destilação corresponde à destilação TBP (True
boiling pointe) realizada na Refinaria, com o objectivo de obter os limites e
as fracções que serão controladas no fraccionamento do Petróleo bruto, na
coluna Topping.
3º) Destilação fraccionada
Para obter os produtos com as suas qualidades, a destilação simples
contínua foi substituída em destilação fraccionada, na qual se efectua numa
única coluna que é a coluna de fraccionamento.
A destilação fraccionada é adaptada por uma mistura complexa dos

componentes como aquele do Petróleo Bruto; mas também é aplicada por
uma mistura binária. Por este último, dependerá muito da característica da
carga: quando as volatilidades dos diferentes componentes sejam
diferentes, mas não muito afastada ou simplesmente quando as variações
das temperaturas de ebulição dos componentes não têm um valor muito
máximo.
Exemplos: separação da mistura água - etanol, pentano – hexano: separam

-se por destilação fraccionada). No caso contrária; a destilação simples
poderia ser aplicada para separar uma mistura binária.
A coluna de fraccionamento é composta por uma série de pratos, colocadas

transversalmente no eixo do cilindro; que permitem afastar melhor o produto
leve do produto pesado.
Nesta coluna de destilação, um vapor ascendente é colocado em contato

com um líquido descendente.
A função de cada prato da coluna é de realizar e equilibrar os fluxos líquido
e vapor que provenientes da mistura inicial que circulam em contra -
corrente de cima e de baixo da coluna; realizando zonas sucessivas de
contacto entre eles e de separações dos componentes da mistura. Os
pratos promovem a transferência simultânea de matérias e calor entre
essas duas fases.
A contracorrente gás-líquido é, portanto, mantida graças ao uso de um

reboiler (refervedor) na parte inferior da coluna e de um condensador na
parte superior.
Representação da separação da mistura pentano e hexano por

destilação

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Sabendo que no domínio bifásico, as composições molares das fases

líquida e vapor para esta mistura, temos, portanto:

E essa relação (5) fica assim:

A partir desta equação, é representada a equação da curva de equilíbrio

Esta equação faz parte das equações permitindo calcular o número de

Assim ao representar esta equação em etapas sucessivas, teremos por

(1) Segundo esta experiência, definimos, portanto, a destilação

Assim, podemos dizer que uma coluna de destilação permite obter

I.3. TIPOS DA OPERAÇÃO DE DESTILAÇÃO

1º) Operação da destilação simples e contínua

O facto de Aquecer simplesmente um líquido de uma mistura complexa

Na indústria de refinação é realizada no laboratório, na amostra do Petróleo

Exemplo de figura da destilação simples

E nesse caso, com base da procura da recuperação dos diferentes produtos

A destilação simples contínua é uma destilação sucessiva; quer dizer os

A destilação simples contínua apresenta igualmente problemas; que são:

2º) Destilação descontínua

A destilação descontinua é muito empregue nos laboratórios químicos.

Temos por exemplo em baixo, a estrutura de base de uma coluna de

Este é separado na parte superior da coluna ( pratos) onde vai encontrar

A destilação fraccionada é adaptada por uma mistura complexa dos

Exemplos: separação da mistura água - etanol, pentano – hexano: separam

A coluna de fraccionamento é composta por uma série de pratos, colocadas

Nesta coluna de destilação, um vapor ascendente é colocado em contato

A contracorrente gás-líquido é, portanto, mantida graças ao uso de um

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