Eficiência Global de Pratos (Correlação de O'Connell)
Estima a eficiência global dos pratos de uma coluna de destilação pela correlação de O'Connell, o passo que converte estágios teóricos em pratos reais no projeto preliminar. A correlação usa uma única variável combinada, o produto da viscosidade do líquido pela volatilidade relativa média, e vale eficiência = 0,492 × (viscosidade × volatilidade relativa) elevado a −0,245, com a viscosidade em centipoise. Quem manda é o produto μ·α: líquido pouco viscoso com volatilidade relativa perto de 1 fica na faixa de 70 a 80%, e a eficiência cai para 40% ou menos quando o líquido é viscoso ou a volatilidade relativa é alta. Repare que separação difícil, com α próximo de 1, dá a maior eficiência por prato — a coluna dessa separação fica alta pela contagem de estágios teóricos, não pela eficiência, que ali até atenua a altura. Foi adotado o ajuste analítico 0,492 × (μ·α)^−0,245, a forma usual para cálculo manual; o polinômio de Kessler e Wankat sobre o log do produto dá alguns pontos percentuais de diferença nos extremos da faixa. Informe a viscosidade do líquido na temperatura média da coluna e a volatilidade relativa média.
Resultado
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O'Connell: de estágios teóricos para pratos reais
McCabe-Thiele ou uma simulação rigorosa entregam o número de estágios de equilíbrio, mas nenhuma coluna real tem prato que atinja o equilíbrio. Quem faz estimativa de custo ou dimensionamento preliminar precisa converter estágio teórico em bandeja física, porque é a bandeja que define a altura do casco, o peso do vaso e boa parte do orçamento. A correlação de O'Connell é o atalho aceito para essa conversão: uma linha, duas propriedades do sistema, nenhum dado de geometria de prato. Errar essa etapa por dez pontos percentuais muda a altura da coluna em vários metros.
A correlação roda sobre uma variável combinada só, o produto da viscosidade do líquido pela volatilidade relativa média: E = 0,492 × (μ·α)^−0,245, com μ em centipoise e o resultado em porcentagem. Com os padrões da tela, μ = 0,25 cP e α = 2,4, o produto vale 0,6 e a eficiência sai 55,76%. Sistemas de hidrocarbonetos leves e separação fácil ficam entre 60 e 80%; líquidos viscosos ou separações apertadas caem para 40% ou menos. Foi adotado o ajuste analítico de Seader e Henley, a forma usada em cálculo à mão; o ajuste de Lockett e o polinômio de Kessler e Wankat sobre o logaritmo do produto divergem alguns pontos nas pontas da faixa.
A correlação nasceu de dados de colunas comerciais de hidrocarbonetos e de alguns sistemas aquosos, e carrega dispersão de cerca de dez pontos percentuais em torno da curva. Fora dessa vizinhança ela deixa de valer: absorvedores têm correlação própria de O'Connell, montada sobre outro grupo, e recheio não tem prato para ter eficiência. A geometria fica de fora por construção — espaçamento entre pratos, altura de vertedouro, fração de área perfurada e carga de líquido não entram, embora todos mexam na eficiência real. A viscosidade tem de estar em centipoise na temperatura média da coluna: digitar 0,00025 pensando em Pa·s devolve 302,9%, impossível, e a calculadora aceita sem reclamar.
Perguntas frequentes
O que fazer com os 55,76% dos valores padrão?
Por que a volatilidade relativa igual a 1 é recusada?
A viscosidade vai em cP ou em Pa·s?
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