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Operações Unitárias Giovani L. Zabot

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Operações Unitárias

Giovani L. Zabot

Antes das questões...

Operações unitárias:

- São etapas de processos industriais;

- Consistem em:

- Diversas transformações físicas que podem ocorrer na

obtenção do produto desejado;

- Aplicação de Fenômenos de Transporte e Termodinâmica.

- Todas as operações unitárias possuem o mesmo princípio:

separar um componente de interesse de outro, que não é.

Objetivo Operação

Separar sólido de líquido

(suspensão)

Filtração/lixiviação/secagem

Separar substância dissolvida de

líquido

Evaporação/cristalização

Separar líquido de líquido Destilação/adsorção/extração

Separar vapor de vapor Condensação/absorção

Engenheiro de Processamento – 2011

TRANSPETRO

Engenheiro de Processamento – 2011

mols de produto desejado formado mols etilenoSeletividade 4 mols etileno / mols me tan o

mols de produto indesejado formado mols me tano

Há 125 kmol/h de metano no efluente;

Logo, há 500 kmol/h de etileno no efluente;

Balanceando a equação (1) tem-se:

2 6 2 4 2500 C H 500 C H 500 H

Balanceando a equação (2) tem-se:

2 6 2 4

125 125C H H 125 CH

2 2

500 mols etilenoRen dimento

562,5 mols e tan o Ren dimento 0,9

Alternativa D

TRANSPETRO

Engenheiro de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Alternativa C

Engenheiro de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Alternativa B

Engenheiro de Processamento – 2011

TRANSPETRO

Engenheiro de Processamento – 2011

TRANSPETRO

Objetivo: encontrar xA

Como é uma solução ternária,

sabemos que é xA expresso por:

A

AA

CA B

A B C

C

Mx

CC C

M M M

A

CA

A A A

C C C

4 C

Mx

4 C 4 C 4 C

M M M

A

CA

A

C

C4

Mx

C4 4 4

M

A

4x 0,33

12

Alternativa C

Engenheiro de Processamento – 2011

TRANSPETRO

https://www.youtube.com/

watch?v=VQ-x5LOsE6Y

Engenheiro de Processamento – 2011

TRANSPETRO

Razão mínima de refluxo se dá quando

a linha de operação na seção de enriquecimento encontra a curva de

equilíbrio e a seção de alimentação.

1 11 1

DxRy x

R R

A inclinação da linha vermelha é

R/(R+1).

O termo xD/(R+1) representa o

coeficiente linear da reta.

Assim:

0,31

Dx

R

Logo: 0,9

1 10,3 0,3

DxR 2R Alternativa B

SUAPE

Engenheiro de Processamento - 2011

SUAPE

Engenheiro de Processamento - 2011

I - O reagente em excesso na reação foi o oxigênio?

A análise do efluente do reator, em base molar, indicou:

HCOH = 30%; CO2 = 3%; CH4 = 27%; H2O = 36%; O2 = 4%

O metano (CH4) está em excesso na reação, pois existe maior % dele no fim da reação.

30 CH4 + 30 O2 ---> 30 HCOH + 30 H2O (reação catalítica)

3 CH4 + 6 O2 ------> 3 CO2 + 6 H2O (reação de combustão)

II - A conversão de metano foi de 55%?

Com os dados do efluente tem-se o balanceamento das reações CH4 + O2 HCOH + H2O

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

A análise do efluente mostra que HCOH = 30% e CO2 = 3%, em base molar, então:

- Mols de metano entram no reator é de 60 mols (CH4).

- 33 mols de metano que reagiram. - 27 mols de metano medidos pela análise do efluente.

SUAPE

Engenheiro de Processamento - 2011

- Mols de oxigênio entram no reator é de 40 mols (O2).

- 36 mols de oxigênio que reagiram. - 4 mols de oxigênio medidos pela análise do efluente.

III - A conversão de oxigênio foi de 90%?

IV – A seletividade do aldeído fórmico, em relação ao dióxido de carbono foi 30/1?

mols de oxigênio que entram mols de oxigênio que saemX

mols de oxigênio que entram

40 4

40

mols de oxigênio que entram mols de oxigênio que saemX

mols de oxigênio que entram

Itens II e III são verdadeiros

Alternativa C

Engenheiro de Processamento – 2011

TRANSPETRO

Alternativa E

Engenheiro de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Alternativa C Próximo slide

Absorção é usada quando se

deseja remover de uma

mistura gasosa um ou mais

componentes, através do

contato direto com um líquido

ou uma solução líquida que

tem afinidade por estes

componentes e não tem com

os demais.

PETROBRÁS

Engenheiro de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Engenheiro de Petróleo Jr. – 2011

AA,I A,I

Py x

P

A G AG AIN k P P

*

A x AG AIN K x x

Fase líquida e fase gasosa em equilíbrio

com a fase líquida

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

As análises dimensionais de pressão (P) e velocidade (v) são de:

Substituindo na expressão da cavitação de bombas, temos:

]].[[

][

][

][.

][

][

][

].[2222 TL

M

T

L

L

M

L

aM

A

FP

][

][

T

L

s

mv

Xv

ppCa v

.).2/1( 2

XT

L

TL

M

.][

][).2/1(

]].[[

][

1

2

2

2

]].[[

][

][ 3

3

LML

MX

Engenheiro de Processamento – 2010/2

Alternativa A

PETROBRÁS

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Alternativa A

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Alternativa A

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Razão mínima de refluxo:

1 11 1

DxRy x

R R

Assim:

0,541

Dx

R

Logo: 0,9

1 10,54 0,54

DxR 0,67R

Razão operacional de refluxo:

0,41

Dx

R

0,91 1

0,4 0,4 Dx

R 1,25R

Alternativa A

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Alternativa C

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Como a seletividade do óxido de etileno em relação ao CO2 é de 18,5:1, ou 37:2, temos

que para cada 2 mols de CO2 formados, tem-se 37 mols de óxido de etileno gerados.

2 4 2 2 4

3737 37

2C H O C H O

Fazendo o balanço de massa, para ocorrer a reação são necessários 38 mols de eteno.

Essa reação ocorre para uma conversão global de 95% de eteno. Assim, a quantidade de eteno utilizado na reação é de:

38 mols de eteno 95%

x mols de eteno 100% x = 40 mols de eteno (entram)

37mols(óxido de etileno)Ren dimento (%) .100 92,5%

40mols(eteno)

Alternativa B

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Alternativa C

EVAPORADOR MISTURADOR

Suco xS = 0,12 10000 kg/h

Suco xS = 0,6

MS

Suco xS = 0,42 MF

Suco xS = 0,12 F

Objetivo: achar a quantidade de suco fresco adicionada no misturador e a quantidade de suco produzido

Fazendo o balanço no evaporador:

S,e e S,s sx M x M

Água xS = 0

s

kg0,12 10000 0,6 M

h s

kgM 2000

h

Fazendo o balanço no misturador:

F SM M F

S,MF F S,MS S S,Fx M x M x F

(1)

(2)

Combinando (1) e (2):

S,MF S S,MS S S,Fx M F x M x F

kg kg

0,42 2000 F 0,6 2000 0,12 Fh h

kgF 1200

h

F

kgM 3200

h

Logo:

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Alternativa A

TORTA

FILTRO

Engenheiro de Equipamentos Pleno – Mecânica – 2005

PETROBRÁS

Alternativa B

S Eˆ ˆq m H H

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Alternativa B

TRANSPETRO

Químico de Petróleo Jr. - 2011

TRANSPETRO

Químico de Petróleo Jr. - 2011

– Ácido sulfúrico é produzido a partir do enxofre (S), então temos que:

50% de zinco ------------- 32% de enxofre

1000 kg de zinco ------------- X kg de enxofre

X = 640 kg de enxofre

32 g de enxofre (S) ------------- 98 g de ácido sulfúrico (H2SO4)

640 kg de enxofre ------------- Y kg de ácido sulfúrico

Y = 1960 kg de ácido sulfúrico

A pureza final de ácido sulfúrico é de 98%. Ou seja, a massa final deve possuir 1960 kg

ácido sulfúrico (calculados) mais a porcentagem de 2% de impurezas.

1960 kg ácido sulfúrico ------------- 98%

Z kg ácido sulfúrico ------------- 100%

Z = 2000 kg de ácido sulfúrico

Massa molar Massa molar

Alternativa E

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Alternativa B

https://www.youtube.com/

watch?v=nCaiPcoa58s

Engenharia Mecânica – 2011

PETROBRÁS

Alternativa A

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Alternativa D

A + 2B C CA/CB = 0,25 REATOR

VR/QE = 0,75 min

VR = 150 L Conversão de A = 80 %

Objetivo: achar a conversão de B e a vazão volumétrica na saída do reator

Para cada 1 mol de A que entra no reator, entram tb 4 mols de B. Portanto, de acordo com

a reação, a conversão de B é a metade de A: 40 %

Para a vazão:

RE

VQ

0,75 min E

150 LQ

0,75 min

E

LQ 200

min

Considerando que não há acúmulo de massa total no reator:

S

LQ 200

min

Engenheiro de Equipamentos Jr. Elétrica – 2010

PETROBRÁS

Engenheiro de Equipamentos Jr. Elétrica – 2010

PETROBRÁS

2DQ v

4

Com a velocidade e o diâmetro

vamos calcular a vazão:

2 2m 3,14 0,2 m 3.600 sQ 0,8

s 4 1 h

3mQ 90

h

Assim, a família de bombas mais adequada é a que consegue superar a altura de

recalque e a perda de carga.

Por isso a família de bombas K é a mais apropriada. Alternativa E

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Alternativa B

I – Correto: o gradiente de concentração

formado entre a membrana (região mais

concentrada) e o seio da solução (região

mais diluída) provoca a difusão de solutos

no sentido da membrana para a solução

(devido à diferença de concentração nesta

camada), que é o sentido oposto ao fluxo

de permeado.

II – Errado: a formação de uma camada

secundária sobre a membrana diminui o

fluxo permeado, pois funciona como uma

barreira adicional (efeito de fouling).

III – Errado: o fluxo de permeado é

controlado pela diferença de pressão no

fluxo e pela barreira física formada pelo

acúmulo de soluto na superfície da

membrana.

IV – Correto: a camada de solutos sobre a

membrana pode se tornar tão densa a

ponto de reter partículas/moléculas que a

membrana “limpa” não reteria.

Engenheiro de Processamento – 2011

TRANSPETRO

Engenheiro de Processamento – 2011

TRANSPETRO

Secador

Polímero +

tolueno

Ar puro

Ar saturado

com tolueno

Dados:

Pressão no secador (P) = 1 × 105 Pa Fração molar de tolueno na saída (xA) = 0,11

Objetivo: encontrar a pressão de vapor do tolueno

Pela Lei de Dalton:

Vap

A AP x P

Logo:

Vap 5

AP 0,11 1 10 Pa

Vap 5

AP 0,11 10 Pa

Alternativa B

INMETRO

Metrologia em Química. - 2010

Alternativa C

Errado. O consumo de energia é baixo, pois possuem mecânica simples.

Errado. Decantadores realizam separação sólido-líquido

Correto.

Errado. Mesmo princípio físico

Errado. Absorção é para remoção de componentes em gases

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Químico de Petróleo Jr. – 2011

PETROBRÁS

Vazão molar dos componentes na entrada:

Gás Carbônico: 200 kmol/h * 95% (0,95)= 190 kmol/h Álcool etílico: 200 kmol/h * 5% (0,05)= 10 kmol/h

Com a recuperação de 95% do álcool etílico da corrente gasosa, então a vazão de

álcool etílico na corrente líquida é de:

Vazão (álcool etílico) = 10 kmol/h * 0,95 = 9,5 kmol/h

A vazão molar dos componentes na fase líquida é dada por:

Vtotal= Vágua+ Válcool Vtotal= 120 kmol/h + 9,5 kmol/h

Vtotal= 129,5 kmol/h

Logo, a composição molar do álcool etílico na corrente líquida é de:

XÁlcool = Válcool/ Vtotal

XÁlcool = (9,5/ 129,5)

Xálcool= 7,34.10-2 Alternativa C

INMETRO

Metrologia em Química. - 2010

Alternativa E

Engenheiro de Processamento – Biocombustível - 2010

PETROBRÁS

Combustível Ponto de Fulgor

Etanol (70%) 16.6 °C

Gasolina -42,8 °C

Diesel >38 °C

Querosene de Aviação >60 °C

Querosene (Óleo de parafina)

>38°–72 °C

Óleo vegetal (canola) 327 °C

Biodiesel >130 °C Alternativa A

Engenheiro de Processamento - 2011

TRANSPETRO

Engenheiro de Processamento - 2011

TRANSPETRO

O processo químico recebe alimentação de 100 kmol/h de um reagente A e certa quantidade de inerte I. Da corrente com todo o A e todo o I que saem de S, 50% são reciclados para a entrada do reator. Os outros 50% são purgados para evitar o acúmulo do inerte I.

No reator: – São alimentados 125 kmol/h de A no reator – Conversão por passe é de 60%.

No processo: – Como 50,0 kmol/h de A saem do separador S, 25 kmol/h são purgados e 25 kmol/h são reciclados para a entrada do reator, logo a conversão global do processo é calculada por:

Alternativa C

Engenharia de Equipamentos Jr. – Mecânica – 2012

PETROBRÁS

Alternativa D

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

A expressão usada para calcular a razão entre a vazão molar de solvente e a vazão

molar ar é dada por:

Xsup= composição de soluto na fase líquida (estágio de alimentação).

Xinf= composição de soluto na fase líquida (estágio de saída).

Yinf= composição de soluto na fase vapor (estágio de alimentação).

Ysup= composição de soluto na fase vapor (estágio de saída).

L= vazão molar da corrente líquida.

V= vazão molar da corrente gasosa ou vapor.

inf sup

inf sup

Y YL

V X X

Obs.: Na maioria dos casos utilizam-se frações mássicas, mas

no caso da absorção com amônia podem ser utilizadas frações

molares. L/V = razão entre a vazão

molar de solvente e a

vazão molar de ar

Sendo, portanto, necessário calcular as composições do soluto na fase

líquida e vapor, na alimentação e na saída. y

yYx

1

x

xX x

1

Yinf= 8,0/92,0 = 0,087 mol NH3/mol ar

Ysup= 0,032 mol NH3/mol ar

Xsup= 0,01 mol NH3/mol H2O

Xinf= ??

Usamos o gráfico da curva de equilíbrio, disponível na

questão, para encontrarmos o valor de Xinf e, consequentemente, calcularmos o valor de L/V

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

0,087 0,0321,83 1,80

0,04 0,01

L

V

Xinf

Yinf

Ysup

Xsup

Processo ocorre em um único estágio

Assim temos que Xinf é

igual a 0,04. Então, a

razão L/V é dada por: Alternativa D

INMETRO

Metrologia em Química. - 2010

Alternativa B

Errado. O método considera fluxo constante.

Correto.

Errado. Quanto maior a razão de refluxo, menor o número de pratos.

Errado. Não há variação de H

Errado. Menor será o número de pratos

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

A massa de água na massa inicial do sólido úmido é calculada por:

20,9950

H OM

Logo, a massa inicial de sólido seco é de 0,5 kg.

2

. .

H O

b u

total

MU

M 2

49,5 kg de águaH OM

Como esse sólido passa pelo processo de secagem, obtendo um valor de 98 % de

umidade, o novo valor de água no sólido é dado por:

2

2

. .

H O

b u

sólido H O

MU

M M

2

2

0,980,5

H O

H O

M

M

2 2

2

0,98 0,49

0,4924,5 kg de água

0,02

H O H O

H O

M M

M

Logo, a massa total de sólido é: 2

24,5 0,5 25 kgtotal sólido H OM M M

Alternativa D

Engenheiro de Processamento Jr. Biocombustíveis – 2010

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento Jr. Biocombustíveis – 2010

PETROBRÁS

Fase estrato apresenta alta concentração de solvente.

Fase rafinado apresenta alta concentração de diluente

(água na maioria dos casos).

1 2

A composição no ponto F é de: Acetaldeído: 26% Água: 40% Solvente: 34%

Na linha de amarração que se encontra o ponto F temos dois pontos, que se encontram os limites da curva de imiscibilidade, que representam as regiões da fase estrato e rafinado.

1 – Região rica em solvente (fase estrato). 2 – Região rica em diluente (fase rafinado).

1 – Região rica em solvente.

Composição da fase estrato: Solvente: 70%

Acetaldeído: 28% Água: 2%

2 – Região rica em diluente.

Composição da fase rafinado: Solvente: 2%

Acetaldeído: 24% Água: 74% Alternativa D

INMETRO

Metrologia em Química. - 2010

INMETRO

Metrologia em Química. - 2010

Reação:

xCH4 + yC3H6 + zO2 wH2O + kCO2

Metano Propeno Oxigênio em excesso

Dados:

NTOTAL = 100 mols (M+P)

xC3H6 = 0,84 (massa)

xCH4 = 0,16 (massa)

Para balancear a equação é necessário saber quantos mols de CH4 e de C3H6 existem

no sistema.

3 6 3 6

3 6 3 6 3 6

3 6

4 4

4 4 4

4

42

42

16

16

C H

CH

C H C H

C H C H C H

MOLAR

CH CH

CH CH CH

MOLAR

m m gn m n

gm mol

mol

m m gn m n

gm mol

mol

3 6

4

0,84

0,16

C H

TOTAL

CH

TOTAL

m

m

m

m

3 6

4

42

0,84

16

0,16

C H

TOTAL

CH

TOTAL

gn

mol

m

gn

mol

m

3 6

4

42

0,84

16

0,16

C H

TOTAL

CH

TOTAL

gn

molm

gn

molm

Logo:

3 6 442 16

0,84 0,16

C H CH

g gn n

mol mol

INMETRO

Metrologia em Química. - 2010

3 6 4100C H CHn n

3 6

4

66,7

33,3

C H

CH

n

n

Assim:

33,3 CH4 + 66,7 C3H6 + z O2 w H2O + k CO2

Balanceando a equação:

33,3 CH4 + 66,7 C3H6 + 366,8 O2 266,7 H2O + 233,4 CO2

Como o oxigênio já está com 20% em excesso para que a equação seja

completa, tem-se que, de acordo com a reação abaixo:

2 , . 360O eq balanceadan mols

4

3 6 4

160,84

20,16

42

CH

C H CH

gn

moln ng

mol

Alternativa B

Engenheiro de Processamento – 2010

TRANSPETRO

Alternativa B

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Objetivo: encontrar L/V em base molar.

Como Xinf é igual a 25% em massa, deve-se fazer a transformação para base molar.

Tomando por base uma solução aquosa de 100 gramas:

Msubst= 25 g/ (50 g/mols) = 0,5 mol da substância

Mágua= 75 g/ (18 g/mol) = 4,167 mol de água

Logo, a fração (Xinf) da substância na saída é de: inf

0,50,12

4,17X

As outras frações de soluto nas fases gasosa e líquida são de:

inf 0,4Y

(90% de remoção da substância)

sup 0X (água pura)

sup 0,04Y

Logo, temos que a razão:

0,4 0,043,0

0,12 0,0

L

V

Alternativa B

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Tomando por base 100 kg de polpa úmida a 40%, tem-se:

Total

OH

ubM

MU 2

..

Total

OH

M

M24,0

TotalOH MM .4,02

Temos que a massa de água é de 40 kg e a massa de polpa de papel seca é de 60 kg.

Como no final do processo de secagem a polpa apresenta somente 10% em massa de

água, temos que:

2

2

H O

b.u.

Polpa H O

MU

M M

2

2

H O

H O

M0,1

60 kg M

2H OM 6,67 kg

A porcentagem de água removida é calculada por:

%5,83100.0,40

67,60,40100.%

inicial

finalinicial

M

MMremoção

Alternativa E

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Alternativa A

Ver próximo slide

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Alternativa A

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

A carga térmica removida no resfriamento é igual ao calor de

condensação/vaporização do destilado. Assim, temos que:

6

4,2 10 200 21.000

resfriamento destiladoQ Q

kJ kJ kgm m

h kg h

Como V = D + R, a vazão do refluxo é de:

21.000 6.000 15.000kg kg kg

R Rh h h

15.000

2,5

6.000

kgR hr

kgD

h

A vazão de destilado (v) resfriado no condensador é igual a: 21.000 kg/h.

Assim, a razão de refluxo é:

Alternativa B

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento – 2010/2

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Realizando o balanço de energia na coluna de destilação, temos que a vazão de vapor

d’agua consumida no refervedor é calculada por:

f ref D B condF H q D h B h q

10.000 100 2.000 6.000 50 4.000 200 4.200.000

2.150

kg kJ kJ kg kJ kg kJ kJm

h kg kg h kg h kg h

kgm

h

4,2cond

GJq

h

(1)

Substituindo valores em (1):

Alternativa E

Engenheiro de Processamento – 2011

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Engenheiro de Processamento – 2011

PETROBRÁS

Pv = pressão parcial de vapor d’água.

Ps = pressão de saturação do vapor. 100Ps

PvUR

A umidade relativa (UR) indica quão próximo o ar está da saturação, ao invés de indicar

a real quantidade de vapor d’agua no ar (neste caso é a umidade absoluta).

10060 Ps

Pventradaentrada

100Ps Pv

60 100

Ps

PvUR entrada

entrada

100Ps

PvUR saída

saída 10040 Ps

Pvsaídasaída

40Pv Ps

100

Como a pressão de saturação do vapor é a mesma na entrada e na saída:

saída entrada

40 100Pv Pv

100 60

67,060

40

entrada

saída

Pv

Pv

A razão entre a pressão de vapor na entrada e na saída é dada por:

Alternativa B

Químico de Petróleo Jr. – 2010

TRANSPETRO

Alternativa D

Colmatação:

preenchimento de espaços vazios (poros)

Engenheiro de Processamento Jr. – 2010

TRANSPETRO

Alternativa E

Engenheiro de Processamento Jr. – 2010

TRANSPETRO

Alternativa E

A) A carga é alimentada na torre como vapor saturado

B) A razão de refluxo na operação é 2,5

1 11 1

DxRy x

R R

0,36

1

Dx

R

0,91 1

0,36 0,36 Dx

R 1,5R

Engenheiro de Processamento Jr. – 2010

TRANSPETRO

Alternativa E

C) A razão mínima de refluxo na operação é 2,0

1 11 1

DxRy x

R R

0,6

1

Dx

R

0,91 1

0,6 0,6 Dx

R 0,5R

D) A razão L/V na seção de absorção da torre é 5/3

1 2

1 2

0,9 0,6 3

1 0,9 0,4 5

A A A

A A A

L y yR

V R x x

E) A razão L/V na seção de esgotamento da torre é 5/3

1 2

1 2

0,6 0,1 5

0,4 0,1 3

A A A

A A A

L y y

V x x

Engenharia de Equipamentos Jr. – Eletrônica – 2012

PETROBRÁS

Alternativa A

Título de uma substância é definido como sendo a razão entre a massa de vapor e a massa total da substância. Título é uma propriedade intensiva e só tem sentido quando as fases líquida e gasosa existem simultaneamente e, consequentemente, a substância encontra-se no estado de agregação saturado - temperatura e pressão de saturação.

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Base de cálculo: 1s Se as cargas entram em seu prato ótimo, vamos considerar os mols totais disponíveis no sistema: Benzeno: 30 mols da linha líquida saturada + 100 mols da linha 70% vaporizada = 130 mols. Tolueno: 70 mols da linha líquida saturada + 100 mols da linha 70% vaporizada = 170 mols. Mols totais = 130 + 170 = 300 mols. Se a recuperação do benzeno no topo é de 90%, temos 117 mols de benzeno nesta corrente (90% dos 130 mols de benzeno disponíveis no sistema). Se a composição do produto de topo é de 90%, então os 117 mols calculados acima representam estes 90%. Assim, no produto de topo temos 130 mols totais. Se no topo está saindo 130 mols, no fundo sai 170 mols totais (300 – 130). Se sai 117 mols de benzeno no topo, os 13 mols restantes (130 – 117) saem no fundo e, estes 13 mols representam 7,6% do total de mols que saem no fundo (ou seja, xb = 0,076 ~ 0,08).

Alternativa E

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Alternativa E

Engenheiro de Processamento – Biocombustível - 2010

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento – Biocombustível - 2010

PETROBRÁS

100 kmol A/h

34 kmol A/h 34 kmol A/h

68 kmol A/h 134 kmol A/h

(entra no reator) (sai do reator)( )

(entra no reator)

reagente reagenteConversão passe

reagente

(entra no processo) (sai do processo)( )

(entra no processo)

reagente reagenteConversão global

reagente

A corrente de alimentação do processo consiste de 100 kmol/h de A e 1 kmol/h de um inerte I. O efluente do reator contém 68 kmol/h de A e a corrente de purga, 34 kmol/h de A.

%50493,00,134

0,680,134)%(

mols

molsmolspasseConversão

%6666,00,100

0,340,100)%(

mols

molsmolsglobalConversão

Alternativa C

Químico de Petróleo Jr. – 2010

TRANSPETRO

Alternativa B

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento – 2010/2

PETROBRÁS

ˆ ˆ( )e sm H H W

150 3600( ) 68,2 68º

3600 2,2T K K C

kspc

n

k

kskepc

n

k

kespc EEHMEEHMdt

dVPWQEEU

dt

d ˆˆˆˆˆˆ

11

3600 2,2 ( ) 150 3600kg kJ kJ s

T Kh kg K s h

( )p e sm C T T W pm C T W

( )s eT T

Alternativa C

Químico de Petróleo Jr. – 2010

PETROBRÁS

Alternativa D

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Alternativa D

INMETRO

Metrologia em Química. - 2010

INMETRO

Metrologia em Química. - 2010

5 kg/s 2 kg/s

3 kg/s

3 33

3

1 36005 2,5 10

2.10 1

m kg m m sQ

s kg s h

Regime permanente

3

32 10

kg

m

Objetivo: achar a vazão volumétrica no ponto 1

3

9m

Qh

Alternativa A

Engenharia de Equipamentos Jr. – Mecânica – 2012

PETROBRÁS

Alternativa D

Engenharia Química – 2011

PETROBRÁS

Alternativa C

PETROBRÁS

Engenheiro de Processamento - 2010

Alternativa C

Químico de Petróleo Jr. – 2010

TRANSPETRO

Alternativa E

Engenharia de Equipamentos Jr. – Elétrica – 2011

PETROBRÁS

Alternativa D

Químico de Petróleo Jr. – 2010

TRANSPETRO

Alternativa A

Engenharia de Equipamentos Jr. – Mecânica – 2012

PETROBRÁS

Alternativa E

Químico de Petróleo Jr. – 2010

TRANSPETRO

Alternativa C

Engenheiro de Processamento Jr. – 2010

PETROBRÁS

Alternativa A

Bibliografia sugerida

• Geankoplis, C. J. Transport Processes and Separation Process

Principles (Includes Unit Operations). 4th Ed. Hardcover, 2003.

• Himmelblau D. M., Engenharia Química Princípios e Cálculos, 6ª

edição, Universidade do Texas, Texas, 1996.

• McCabe W. L., Smith, J. C., Harriott, P. Unit Operations of Chemical

Engineering. 7th Ed. McGraw Hill, 2004.

• Treybal, R. E. Mass-Transfer Operations. 3th Ed. Hardcover, 1980.

Obrigado pela atenção!