O Processo QuO Processo Quíímico mico na Indna Indúústriastria

Os parâmetros bOs parâmetros báásicos desse sicos desse processo devem ser conhecidos.processo devem ser conhecidos.

Uma indUma indúústria qustria quíímica, mica, independente do seu porte...independente do seu porte...•• ÉÉ uma sequma seqüüência de operaência de operaçções unitões unitáárias de fenômenos rias de fenômenos

ffíísicos e processos unitsicos e processos unitáários qurios quíímicos;micos;

•• Exige sua concepExige sua concepçção atravão atravéés de fluxogramas de vs de fluxogramas de váários rios tipos;tipos;

•• Necessita de detalhamento no âmbito de seus balanNecessita de detalhamento no âmbito de seus balançços os de massa e energia; ede massa e energia; e

•• Deve focalizar, na sua implementaDeve focalizar, na sua implementaçção, aspectos voltados ão, aspectos voltados àà transferência de calor (economia de energia) e de transferência de calor (economia de energia) e de cincinéética qutica quíímica (rendimento e seletividade)mica (rendimento e seletividade)

BalanBalançço de Massao de Massa

•• LaboratLaboratóório rio –– em em funfunçção da quantidade ão da quantidade que se deseja obter que se deseja obter de produto, calculade produto, calcula--se se a quantidade de a quantidade de matmatéériaria--prima. prima. OperaOperaçção em sistema ão em sistema ““fechadofechado””..

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•• IndIndúústria stria –– operaoperaçção em ão em sistemas abertos que são sistemas abertos que são aqueles onde ocorrem aqueles onde ocorrem fluxos de materiais fluxos de materiais interna e externamente interna e externamente aos diferentes aos diferentes equipamentos. Na equipamentos. Na indindúústria aquecestria aquece--se ou se ou resfriaresfria--se não sse não sóó por por exigência operacional exigência operacional mas por fatores mas por fatores econômicos.econômicos.

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•• O BM pode ser O BM pode ser executado sem o executado sem o suporte do balansuporte do balançço o energenergéético; o tico; o contrcontráário não rio não ééposspossíível. O BE requer vel. O BE requer um conhecimento dos um conhecimento dos fluxos mfluxos máássicos e de ssicos e de composicomposiçções de todas ões de todas as correntes.as correntes.

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•• A combinaA combinaçção BM + ão BM + BE BE éé hoje uma das hoje uma das mais importantes mais importantes ferramentas utilizadas ferramentas utilizadas no no scalescale upup de de processos e na efetiva processos e na efetiva avaliaavaliaçção do dia a dia ão do dia a dia operacional de um operacional de um processo quprocesso quíímico.mico.

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•• EQUAEQUAÇÇÃO DO BALANÃO DO BALANÇÇO O MATERIALMATERIAL–– diferenciadiferenciaçção entre ão entre

processo contprocesso contíínuo e nuo e descontdescontíínuo (batelada): no nuo (batelada): no processo contprocesso contíínuo nuo reagentes e produtos reagentes e produtos entram e saem do sistema entram e saem do sistema continuamente.continuamente.

–– fator tempo: diferenfator tempo: diferençça a fundamental entre contfundamental entre contíínuo nuo e batelada, que e batelada, que ““não inclui não inclui o tempo como uma o tempo como uma varivariáávelvel””..

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•• EQUAEQUAÇÇÃO DO BALANÃO DO BALANÇÇO MATERIALO MATERIAL–– BATELADA: ciclo fechado;BATELADA: ciclo fechado;–– CONTCONTÍÍNUO: perNUO: perííodo de tempo que estodo de tempo que estáá sendo consideradosendo considerado

•• [AC[ACÚÚMULO TOTAL] = [MASSA TOTAL QUE ENTRA] MULO TOTAL] = [MASSA TOTAL QUE ENTRA] ––[MASSA TOTAL QUE SAI][MASSA TOTAL QUE SAI]

–– se não houver acse não houver acúúmulo:mulo:

•• [MASSA TOTAL QUE ENTRA] = [MASSA TOTAL QUE SAI][MASSA TOTAL QUE ENTRA] = [MASSA TOTAL QUE SAI]

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•• EQUAEQUAÇÇÃO DO ÃO DO BALANBALANÇÇO MATERIALO MATERIAL–– FRONTEIRA DO FRONTEIRA DO

BALANBALANÇÇO: importânciaO: importância–– No processo contNo processo contíínuo nuo

assumir sempre o assumir sempre o steadysteady statestate (em (em regime) regime) acacúúmulo = mulo = 0; não h0; não háá variavariaçção das ão das propriedades do propriedades do sistema com o tempo;sistema com o tempo;

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•• TTÉÉCNICAS DE BALANCNICAS DE BALANÇÇO O MATERIALMATERIAL

–– Os elementos bOs elementos báásicos do sicos do BM, de forma geral, são BM, de forma geral, são fundamentalmente os fundamentalmente os mesmos; dois aspectos mesmos; dois aspectos fundamentais são fundamentais são necessnecessáários:rios:

•• massa e composimassa e composiçção de todas ão de todas as correntes; eas correntes; e

•• no caso da ocorrência de no caso da ocorrência de reareaçção quão quíímica... Dados mica... Dados sobre essa reasobre essa reaçção.ão.

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•• ETAPAS DO BALANETAPAS DO BALANÇÇO DE O DE MASSAMASSA–– fluxograma simplificado do fluxograma simplificado do

processo;processo;–– alocaalocaçção dos dados ão dos dados

bbáásicos disponsicos disponííveis;veis;–– listagem das realistagem das reaçções ões

ququíímicas envolvidas;micas envolvidas;–– seleseleçção de uma base de ão de uma base de

ccáálculo e unidade; elculo e unidade; e–– limites/fronteiras do BM.limites/fronteiras do BM.

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LAMA ÚMIDA

H2O = 0,44

SÓLIDOS = 0,56

SECADORH2O = ?

SÓLIDOS = ?

H2O = 73% da quantidade presentena lama úmida

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COMBUSTÍVEL

CH4 = 97 MOL.

N2 = 3 MOL.

FORNO

EXAUSTÃOCO2 = ?CO = ?H2O = ?CH4 = ?N2 = ?O2 = ?

AR = 200% em excesso

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

CH4 + 3/2 O2 CO + 2H2O