GABARITO - Prova1_Operações Unitárias III

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Ao estudar um extrato vegetal, um engenheiro químico determinou que a mistura é composta, 
basicamente, por duas espécies químicas (A e C) e obteve dados em laboratório necessários 
para a construção da curva de equilíbrio apresentada na figura abaixo. 
Após investigação, o profissional projetou, construiu e operou uma coluna de destilação 
fracionada, em escala piloto, conforme indica a figura. A vazão de alimentação (F) consistia em 
100 mol/h de vapor saturado contendo 20%, em base molar, de A. Obteve-se 60% e 10%, 
ambos em base molar, desse mesmo composto nas correntes de destilado (D) e produto de 
fundo (B), respectivamente.
Com base no exposto, e admitindo ser válida a hipótese de fluxo molar constante na coluna, 
avalie as afirmações a seguir.
I. Nas condições de operação, obtém-se 60 mol/h e 40 mol/h nas correntes de destilado e de 
fundo, respectivamente.
II. A opção por uma coluna similar com mais pratos teóricos, se adequadamente projetada, 
permitiria obter pureza molar de A acima de 80% na corrente de destilado.
III. Aumentar a razão de refluxo acarreta, em alguns projetos de destiladores, no menor número 
de pratos teóricos e menor custo total de implementação. 
IV. A curva apresentada na figura indica a relação de equilíbrio entre correntes de líquido e 
vapor que saem de cada estágio da coluna.
 
É correto apenas o que se afirma em:
(A) I e IV, apenas
(B) II e III, apenas
(C) III e IV, apenas
(D) I, II e III
(E) I, II e IV
T (ºc) X Y 1/(Y-X) A
90 0.060 0.350 3.448275862 -
91 0.052 0.330 3.5971223020.02818159266
92 0.048 0.300 3.9682539680.01513075254
0.0433123452
Lo 1.04 L
D 0.04 L
x0 0.060
xw 0.048
xD 0.34
fk Zi(1-Ki)/(1+fk(Ki-1)) Zi(1-Ki)²/(1+fk(Ki-1))²
zF1 0.1 K1 3.2
0.8
-0.07971014493 0.06353707204
zF2 0.25 K2 2.4 -0.1650943396 0.1090245639
zF3 0.35 K3 1.6 -0.1418918919 0.05752373996
zF4 0.3 K4 0.4 0.3461538462 0.399408284
F(fk) -0.04054253029 F'(fk) 0.6294936599
fk Zi(1-Ki)/(1+fk(Ki-1)) Zi(1-Ki)²/(1+fk(Ki-1))131
zF1 0.1 K1 3.2
0.86440
-0.07581786012 0.05748347913
zF2 0.25 K2 2.4 -0.1583590756 0.1003103873
zF3 0.35 K3 1.6 -0.138281348 0.05463351773
zF4 0.3 K4 0.4 0.3739428259 0.4661107901
F(fk) 0.001484542117 F'(fk) 0.6785381743
fk Zi(1-Ki)/(1+fk(Ki-1)) Zi(1-Ki)²/(1+fk(Ki-1))131
zF1 0.1 K1 3.2
0.86222
-0.07594383452 0.05767466001
zF2 0.25 K2 2.4 -0.1585788446 0.1005889999
zF3 0.35 K3 1.6 -0.1384009815 0.05472809055
zF4 0.3 K4 0.4 0.3729258172 0.4635788839
F(fk) 0.000002156545788 F'(fk) 0.6765706343
fk Zi(1-Ki)/(1+fk(Ki-1)) Zi(1-Ki)²/(1+fk(Ki-1))131
zF1 0.1 K1 3.2
0.86221
-0.07594401835 0.05767493924
zF2 0.25 K2 2.4 -0.1585791653 0.1005894066
zF3 0.35 K3 1.6 -0.138401156 0.05472822851
zF4 0.3 K4 0.4 0.3729243396 0.4635752102
F(fk) 0 F'(fk) 0.6765677846
fk Zi(1-Ki)/(1+fk(Ki-1)) Zi(1-Ki)²/(1+fk(Ki-1))131
zF1 0.1 K1 3.2
0.86221
-0.07594401835 0.05767493924
zF2 0.25 K2 2.4 -0.1585791653 0.1005894066
zF3 0.35 K3 1.6 -0.138401156 0.05472822851
zF4 0.3 K4 0.4 0.3729243396 0.4635752102
F(fk) 0 F'(fk) 0.6765677846
fk Zi(1-Ki)/(1+fk(Ki-1)) Zi(1-Ki)²/(1+fk(Ki-1))131
zF1 0.1 K1 3.2
0.86221
-0.07594401835 0.05767493924
zF2 0.25 K2 2.4 -0.1585791653 0.1005894066
zF3 0.35 K3 1.6 -0.138401156 0.05472822851
zF4 0.3 K4 0.4 0.3729243396 0.4635752102
F(fk) 0 F'(fk) 0.6765677846
fk Xi Yi
zF1 0.1 K1 3.2 0.8622 0.0345 0.1105
zF2 0.25 K2 2.4 0.8622 0.1133 0.2718
zF3 0.35 K3 1.6 0.8622 0.2307 0.3691
zF4 0.3 K4 0.4 0.8622 0.6215 0.2486
1.0000 1.0000