Exercicios_extracao

Lista de exercícios - Extração Líquido-Líquido 1. 1000 kg de uma mistura ácida de composição em massa: 30% de H 2SO4, 20% de HNO3 e 50% de H2O deve ser modificada gerando uma solução com 50% de H 2SO4, 30% de HNO3 e 20% de H 2O. Para tal, dispõe-se de uma solução de H 2SO4  a 98% e uma solução de HNO 3  a 90%. Calcule, empregando um diagrama triangular, a quantidade que devemos adicionar dos ácidos concentrados para obtermos esta solução.

2. 200 kg de uma mistura de acetona e acetato de etila contendo uma pequena quantidade de água (28% acetona, 70% de acetato de etila e 2% de água) é submetida a um processo de extração simples (uma etapa) empregando como solvente água contendo 5% de acetato de etila. Calcule: a. A quantidade necessária de solvente para que o produto rafinado contenha 10% de acetona; b. A composição do produto extraído; c. As quantidades de produto extraído e rafinado; d. As quantidades de extrato e rafinado; ra finado; e. As composições do extrato e do rafinado. O processo se realiza a 30°C, e a esta temperatura os dados de equilíbrio são os seguintes:

Acetona 0,0 4,8 9,4 13,5 16,6 20,0 22,4 26,0 27,8 32,6

Rafinado Acetato 96,5 91,0 85,6 80,5 77,2 73,0 70,0 65,0 62,0 54,0

Água 3,5 4,2 5,0 6,0 6,2 7,0 7,6 9,0 10,2 13,4

Acetona 0,0 3,2 6,0 9,5 12,8 14,8 17,5 19,8 21,2 26,4

Extrato Acetato 7,4 8,3 8,0 8,3 9,2 9,8 10,2 12,2 11,8 15,0

Água 92,6 88,5 86,0 82,2 78,0 75,4 72,3 68,0 67,0 58,6

3. 100 kg de uma mistura ácido acético-clorofórmio contendo 35% de ácido acético submetida a um processo de extração com água operando a corrente cruzada para obter um produto rafinado que contenha menos de 3% em massa de ácido acético. Calcule o número de etapas sabendo que a quantidade total de água a empregar é de 100 kg e que se emprega a mesma quantidade em cada etapa (ou seja, 1 estágio = 100 kg de água, 2 estágios, 2 x 50 kg de água, 3 estágiosm 3 x 33,3 kg de água, etc.). Resolva empregando o diagrama do triângulo retângulo.

4. Dispõe-se de 1000 kg de uma solução aquosa de ácido benzóico contendo 0,3 % do ácido. Para separar o ácido, tal solução é submetida a um processo de extração em corrente cruzada a 20°C, empregando 1800 kg de benzeno como solvente em cada uma das duas etapas do processo. Calcule o percentual de ácido benzóico que permanece no rafinado final. Os dados de equilíbrio para o sistema são os seguintes.

g de ácido/kg de água 0,915 1,135 1,525 2,040 2,560 3,990 5,230

g de ácido/kg de benzeno 1,025 1,600 2,910 5,330 7,940 20,10 36,00

5. Em uma bateria de extratores que funcionam em corrente cruzada, entra como alimentação 500 kg/h de uma mistura acetaldeído/tolueno contendo 10% em massa de acetaldeído. Como agente extrator se empregam 600 kg/h de água, que se distribui em quantidades iguais em cada uma das etapas. Calcule o número de etapas necessárias de modo que a concentração de acetaldeído no rafinado não seja superior a 1% (em massa). Considere um coeficiente de distribuição constante, m = 2,2. Água e tolueno podem ser assumidos imiscíveis.

6. Uma mistura difenilhexano/docosano (50% de difenilhexano) é submetida a um processo de extração a contracorrente com furfurol a 45°C com o objetivo de reduzir a concentração de difenilhexano no produto rafinado a menos de 10%. Considerando que se empregam 800 kg de furfurol para cada 500 kg de alimentação, calcule o número de etapas teóricas necessárias para realizar a separação indicada. Curva binodal: Furfurol difenilhexano Docosano Furfurol difenilhexano docosano 0,04 0,000 0,960 0,500 0,423 0,077 0,05 0,110 0,840 0,600 0,356 0,044 0,07 0,260 0,670 0,700 0,274 0,026 0,10 0,375 0,525 0,800 0,185 0,015 0,20 0,474 0,326 0,900 0,090 0,010 0,30 0,487 0,213 0,993 0,000 0,007 0,40 0,468 0,132

"Tie-lines": Furfurol 0,048 0,065 0,133

difenilhexano Docosano Furfurol difenilhexano docosano 0,100 0,852 0,891 0,098 0,011 0,245 0,690 0,736 0,242 0,022 0,426 0,439 0,523 0,409 0,068

7. 200 kg/h de uma solução aquosa de acetona (30% em massa) é submetida a um processo de extração em contracorrente empregando como agente extrator metil-isobutil-cetona contendo 3% de acetona. Calcule: a. A quantidade de agente extrator a empregar e a composição do extrato sabendo que o rafinado contém 9% em massa de acetona e que a extração é realizada em três etapas;