REF 012 - Quantos pratos tem a coluna atmosférica?

Nas colunas de fracionamento existem dois tipos de abordagens: projeto e simulação. No projeto, a coluna não existe e precisa ser dimensionada para produzir o resultado desejado ou algo tão próximo quanto possível do desejado. Na simulação, a coluna existe e o que se deseja saber é a sua capacidade de produção e se o resultado é satisfatório.

Para projetar uma coluna para um líquido muito variável e e que se comporta mais próximo de uma mistura contínua do que de uma mistura discreta como é o caso do petróleo, o projeto tem que ser conduzido como se fosse uma simulação. Neste caso, o número de pratos deve ser préfixado dentro de uma faixa pré-estabelecida. Então, o número de pratos entre a nafta leve e a pesada vai de 6 a 8, entre a nafta pesada e o destilado leve também entre 6 e 8; entre o destilado leve e o destilado pesado entre 4 e 6, faixa que vale também entre o destilado pesado e o gasóleo atmosférico. Na zona de “flasheamento” o número de pratos se situa entre 3 e 4 Finalmente, na seção de esgotamento a vapor, o número de pratos é 4.

Com estes valores o número total de pratos de uma coluna atmosférica vai de um mínimo de 27 pratos até um máximo de 36 pratos.

Solução geral: equações diferenciais ordinárias versus parciais

A solução geral das equações diferenciais ordinárias (EDO) são famílias de curvas. No caso das EDO de primeira ordem a família de curvas tem um parâmetro. A eliminação deste parâmetro leva a EDO. Isso já foi visto.

E no caso de uma EDO como fica? Neste caso, a solução geral são funções arbitrárias. Por exemplo, a função arbitrária

é solução geral da EDP

A forma geral pode ser escrita de qualquer forma e sempre será uma solução da EDP. Assim,

ou

ou qualquer outro arranjo satisfará a equação diferencial. Não. Não tem erro. As duas funções são casos particulares da função geral acima.

Fluidos stokesianos

A equação de Navier-Stokes rege o escoamento de fluidos newtonianos incompressíveis. Nestes fluidos a diádica tensão segue uma relação linear com o a diádica taxa de deformação. Não custa lembrar que a a taxa de deformação é a parte simétrica da diádica gradiente de velocidade. Então a lei da viscosidade de Newton é

Os fluidos que seguem esta lei linear são conhecidos como fluidos newtonianos. Os fluidos que não obedecem esta lei são conhecidos como fluidos não newtonianos. A relação geral entre a diádica tensão e a diádica taxa de deformação para estes fluidos é

Os fluidos stokesiano são uma sub-classe dos fluidos não newtonianos sujeita às hipóteses de Stokes. Estas hipóteses são.

1. A diádica tensão é uma função continua do estado termodinâmico e da diádica taxa de deformação;

2. O fluido é homogêneo e isotrópico e

3. Na ausência de taxa de deformação a diádica tensão se reduz adiádica pressão hidrostática.

A forma geral dos fluidos stokesianos é

Esta representação satisfaz as hipóteses de Stokes. O fluido newtoniano pode ser considerado como um fluido stokesiano linear.

Temperatura no olhômetro

Aqui vai uma tabela para estimar a temperatura de uma fornalha no olhômetro com base na cor.

Branco brilhante (1.500ºC)

Branco solda (1.400ºC)

Branco (1.300ºC)

Amarelo palha (1.200ºC)

Amarelo ouro (1.100ºC)

Vermelho cereja claro (1.000ºC)

Vermelho cereja (900ºC)

Vermelho poente (800ºC)

Vermelho escuro 650ºC

Antes, porém, de começar a chutar temperaturas no olhômetro com base na cor é bom calibrar a vista usando um bom pirômetro. Se nunca viu uma cereja está na hora de ver uma. Com base na minha experiencia com pôr do Sol, o vermelho poente vem antes do vermelho cereja, mas que seja.

Tornassol.

Azul de tornassol é um corante solúvel em água extraído de certos líquens que se torna vermelho em condições ácida e azul em condições básica. A mudança de cor ocorre para variações no pH de 4,5 a 8,3 a 25 graus Celsius. É usado como um indicador pouco preciso pouco preciso de acidez ou de alcalinidade quando se quer determinar, simplesmente, se a solução é ácida ou básica.

Dissolve-se 1g de azolitmina em solução aquosa levemente alcalina, acidula-se levemente e dilui-se com água até 100 mL. Para preparar o papel de tornassol mergulha-se o papel na solução e deixa-se secar. Se quiser impressionar os amigos chame de solução ou papel de azolitmina.

Prainha em Castro-PR

Foi aqui que aprendi a nadar, a pescar, a chutar bola de capotão, melhor ainda, a curtir os  prazeres do ócio. Uma delícia.

As fotos são de Adilson Gomes, Elias Diniz, Christian e Marcio Bueno. 

Classificação das colunas atmosféricas

A coluna descrita é denominada coluna do tipo “U”. As frações laterais vão para uma coluna de esgotamento com refervedor. Nesta coluna a fração sai na base da esgotadora e o vapor é devolvido a coluna acima do prato de retirada. O desenho ilustra a retirada lateral de uma coluna do tipo “U”. O interesse por esta coluna é mais teórico

Existem dois outros tipos de colunas atmosféricas. A coluna do tipo “R” e a coluna do tipo “A”.

Na coluna do tipo “R” a retirada lateral é dividida em duas correntes: uma vai para a esgotadora como acontece na coluna do tipo “U” e a outra vai para um trocador de calor resfriador. A corrente resfriada é retirada no prato imediatamente abaixo do prato de retirada. O desenho a seguir ilustra este tipo de coluna.

A coluna do tipo “A” é semelhante a coluna do tipo “U”. A diferença está que em alguns intervalos entre frações a corrente líquida é retirada da coluna e enviada para um trocador de calor aquecedor e devolvida para o prato imediatamente acima. Isso é feito nos intervalos entre as naftas e entre o destilado pesado e o gasóleo. No desenho a seguir pode ser vista esta retirada adicional.