Avaliação da eficiência e da transferência de massa em uma extratora pulsada com recheio

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i2.2185

Palavras-chave:

Extração; Coluna de extração pulsada com recheio; Eficiência; Coeficiente global de transferência de massa; Extração líquido-líquido.

Resumo

O presente trabalho tem por objetivo investigar os parâmetros operacionais no desempenho de uma coluna de extração pulsada com recheio de anéis de Raschig. Para alcançar o objetivo proposto, foi utilizado o sistema água + ácido acético + 1-butanol a 25°C e 1 atm. Após os experimentos o desempenho da coluna foi avaliado a partir do cálculo da eficiência e do coeficiente global de transferência de massa. Os modelos de Murphree (1925) e Kawase (1990) foram utilizados para o cálculo da eficiência. Os modelos escolhidos apresentaram valores coerentes. Já para o cálculo do coeficiente global de transferência de massa utilizou-se seis modelos distintos: Plug Flow Model (PFM), Safari et al. (2012), Kister (1992), Torab-Mostaedi e Safdari (2009b), Modelo de difusão e GhaffariTooran et al. (2009). Sendo que os modelos de Torab-Mostaedi e Safdari (2009b) e GhaffariTooran et al. (2009) não apresentaram valores coerentes. Com a análise dos resultados, notou-se que tanto para eficiência quanto para o coeficiente global de transferência de massa houve uma influência positiva dos parâmetros operacionais analisados. Sendo a razão das vazões quem mais influenciou na eficiência da coluna, apresentando um aumento percentual de 33,57%. Por fim, um modelo empírico foi desenvolvido com o intuito de correlacionar a eficiência da coluna com os parâmetros operacionais. A equação mostrou boa concordância com a equação de Murphree, apresentando um desvio médio de 7,35%. Assim foi possível constatar a eficácia da inserção do recheio e da pulsação na extratora como uma forma de potencializar a transferência de massa.

Referências

Amani, P., Amani, M. e Hasanvandian, R. (2017). Investigation of hydrodynamics and mass transfer of mercaptan extraction in pulsed and non-pulsed packed columns. Korean Journal Chemical Engineering, 34, 1456-1465.

Asadollahzadeh, M., Haghighi-Asl, A., Safdari, J. e Torab-Mostaedi, M. (2011). Flooding characteristics in pulsed packed extraction columns. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 28, 639-648.

Costa, J. C. (2016). Estudo hidrodinâmico de uma coluna de extração pulsada com recheio. Dissertação (Mestrado). Salvador – Bahia. Universidade Federal da Bahia – BA.

Fox, R. W., Pritchard, P. J. e McDonald, A. T. (2011). Introduction to fluid mechanics, John Wiley & Sons, New York.

GhaffariTooran, S., Abolghasemi, H., Bahmanyar, H., Esmaeili, M. e Safari, A. (2009). A new correlation for overall Sherwood number in packed liquid-liquid extraction column. World Academy of Science Engineering Technology, 55.

Góis, L. M. N. (1995) Estudo e desenvolvimento de um extrator de pratos perfurados pulsantes. Tese (Doutorado). Campinas – São Paulo. Universidade Estadual de Campinas – SP.

González, B., Dominguez, A. e Tojo, J. (2004). Dynamic viscosities, densities, and speed of sound and derived properties of the binary systems acetic acid with water, methanol, ethanol, ethyl acetate and methyl acetate at T=(293.15, 298.15 and 303.15) K at atmospheric pressure. Journal of Chemical & Engineering Data, 49, 1590-1596.

Jaradat, M., Attarakih, M. e Bart, H. (2011). Advanced prediction of pulsed (packed and sieve plate) extraction columns performance using population balance modeling. Chemical Engineering Research Design, 89, 2752-2760.

Jie, Y. e Weiyang, F. (2000). Hydrodynamics and mass transfer in a pulsed packed column. Canadian Journal of Chemical Engineering, 78, 1040-1045.

Kawase, Y. (1990). Dispersed-phase holdup and mass transfer in a rotating disc contactor with perforated skirts. Journal of Chemical Technology BioTechnology, 48, 247-260.

Khooshechin, S., Safdari, J., Moosavian, M. A. e Mallah, M. H. (2013). Prediction of pressure drop in liquid-liquid pulsed packed extraction countercurrent columns. International Journal of Heat and Fluid Flow, 44, 684-691.

Kister, H.Z. (1992). Distillation Design. McGraw-Hill, New York.

Locket, M. J. (1986). Distillation tray fundamentals. Cambridge: Cambridge University Press.

Mirzaie, M., Sarrafi, A., Hashemipour, H., Baghaie, A. e Molaeinasab, M. (2017). CFD simulation and experimental investigation of the copper solvent extraction in a pilot plat pulsed packed column in Sarcheshmeh. Heat Mass Transfer, 53, 1995-2008.

Moghadam, E., Bahmanyar, H., H., Heshmatifar, F., Kasaie, M. e Ziaei-Azad, H. (2016). The investigation of mass transfer coefficients in a pulsed regular packed column applying SiO2 nanoparticles. Separation and Purification Tchnology, 176, 15-22.

Murphree, E.V. (1925). Rectifying column calculations – with particular reference to N component mixtures. Ind. Eng. Chem., 17, 747-750.

Potnis, G. V., Bijawat, H. C. e Doraiswamy, L. K. (1959). Pulse application – packed column. Journal of Industries and chemical engineering, 51, 645-650.

Safari, A., Safdari, J., Abolghasemi, H., Forughi, M. e Moghaddam, M. (2012). Axial mixing and mass transfer investigation in a pulsed packed liquid-liquid extraction column using plug flow and axial dispersion models. Chemical Engineering Research and Design, 90, 193-200.

Samani, M. G., Asl, A. H., Safdari, J. e Torab-Mostaedi, M. (2012). Drop size distribution and mean drop size in a pulsed packed extraction column. Chemical Engineering Research and Design, 90, 2148-2154.

Spasojevic, V.D., Djordjevié, B.D., Serbanovic, S.P. e Radovic, I.R. (2014) Densities, refractive indices, viscosities, and spectroscopic study of 1-amino-2-propanol + 1-butanol solutions at (288.15 to 333.15) K. Chemical Engineering Data, 59, 1817-1829.

Teflanab, R., Ghoreishi, S. M., Safdari, J. e Torab-Mostaedi, M. (2015). Axial dispersion model in predictive mass transfer correlation for random pulsed packed column. Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly, 21, 77-83.

Torab-Mostaedi, M. e Safdari, J. (2009). Mass transfer coefficients in a pulsed packed extraction column. Chemical Engineering Process., 48, 1321-1326.

Vallés, C., Pérez, E., Mainar, A.M., Santafé, J. e Dominguez, M. (2006). Excess enthalpy, density, speed of sound, and viscosity for 2-methyltetrahydrofuran + 1-butanol at (283.15, 298.15, and, 313.15) K. Chemical Engineering Data, 51, 1105-1109.

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Publicado

01/01/2020

Como Citar

BERNARDES, A. P. D.; GÓIS, L. M. N. Avaliação da eficiência e da transferência de massa em uma extratora pulsada com recheio. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 2, p. e132922185, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i2.2185. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/2185. Acesso em: 26 dez. 2024.

Edição

Seção

Ciências Exatas e da Terra