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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS – DCET 
 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
1- Calcule a vazão da corrente de fundo e de topo e as composições mássicas da 
corrente de fundo, considerando uma mistura de Benzeno (45%) e Tolueno (55%) 
que alimenta uma coluna de destilação fracionada, em uma taxa de 2000 kg/h. Na 
saída, a corrente de topo possui 95% de massa de Benzeno. E na saída da corrente 
de fundo, tem-se 8,0% do benzeno que é alimentado. 
 
 
2- Determine a composição da corrente de topo e corrente de fundo para uma mistura 
de etano e propano, com uma alimentação de 100 kg/h. Considere que 40% de 
etano em massa, deve ser destilado para a recuperação de 95% do etano na 
corrente de topo e 90% de propano na corrente de fundo. 
 
 
3- Suponha que uma mistura líquida de 200 kg/h de benzeno e tolueno, com 45% em 
massa de tolueno, é introduzida em um evaporador gerando uma massa líquida de 
89,4% de tolueno e uma massa de vapor de 15% de tolueno. Considere que o 
processo ocorre de maneira contínua e em estado permanente. Determine a vazão 
mássica da mistura na corrente de vapor. 
 
 
4- Calcule quando se produz de suco de laranja concentrado com 40,0% de sólidos 
solúveis e determine a quantidade de água evaporada. Considerando que para a 
produção do suco de laranja concentrado, 1000 kg/h de suco integral com 12% de 
sólidos solúveis é alimentado em um evaporador. 
 
 
5- A cana de açúcar é alimentada em um moinho onde o xarope é espremido e o 
bagaço resultante contém 96,7% em massa de polpa. O xarope (E) contendo 
pedaços de polpa finamente divididos é alimentado em uma peneira que remove 
toda a polpa e produz xarope límpido (H), contendo (15%) de açúcar e 85% de 
água. O evaporador prepara um xarope “pesado” e o cristalizador produz 1000 
lb/h de cristais de açúcar. 
 
Calcule: 
- a água removida no evaporador, em libras/hora; 
 - as frações mássicas dos componentes na corrente de rejeito G; 
- taxa de alimentação da cana, em libras/hora; 
 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ – UESC 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS – DCET 
 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
6- Uma mistura líquida de Benzeno (C6H6) e Tolueno (C7H8) contém 55% em massa de 
benzeno. Uma parte desta mistura é evaporada, gerando um vapor que contém 85% de 
Benzeno e um líquido residual que contém 10,6% de Benzeno. 
 
a) Suponha que o processo é operado de forma contínua e em estado estacionário, 
com uma vazão de alimentação de 1000 Kg/h da mistura. Sejam ṁν (Kg/h) e ṁ1 
(Kg/s) as vazões mássicas das correntes de produto vapor e líquido, 
respectivamente. Desenhe e rotule um fluxograma do processo, escreva e 
resolva os balanços de massa total e de Benzeno para determinar os valores de 
ṁν e ṁ1. 
 
b) Depois, suponha que o processo é conduzido em um recipiente fechado, que 
contém inicialmente 100,0 Kg da mistura líquida. Sejam ṁv e ṁ1 as massas das 
fazes vapor e líquida finais. Desenhe e rotule um fluxograma, e escreva e resolva 
os balanços integrais da massa total e do benzeno para determinar ṁv e ṁ1. 
 
 
c) Retornando ao processo contínuo, suponha que o evaporador é construído e 
posto para funcionar e que as vazões e composições das correntes de produto 
são medidas. A percentagem medida de benzeno na corrente de vapor é 85% e 
as vazões das correntes de produto têm os mesmos valores já calculados na 
parte (a), mas o produto líquido contém 7% de benzeno em vez de 10,6%. Uma 
razão possível é um erro nas medidas. Pense em ao menos mais três. 
 
 
 
7- O metanol pode ser produzido pela reação de dióxido de carbono e hidrogênio: 
C02 + 3H2 - CH30H + H20 
A alimentação virgem do processo contém hidrogênio, dióxido de carbono e 0,400% 
molar de inertes (1). O efluente do reator passa a um condensador, que retira 
essencialmente todo o metanol e a água formados e nenhum dos reagentes ou inertes. 
Estas substâncias são recicladas para o reator. Para evitar o acúmulo de inertes no sistema, 
uma corrente de purga é retirada do reciclo. 
A alimentação do reator (não a alimentação virgem do processo) contém 28,0% molar 
C02, 70,0% molar H2 e 2,00% molar de inertes. A conversão no reator é de 60,0%. Calcule 
as vazões e as composições molares da alimentação virgem, a alimentação total do reator, 
a corrente de reciclo e a corrente de purga para uma produção de metanol de 155 kmol 
CH30H/h. 
 
 
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CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
Como regra geral, a alimentação combinada do reator é uma corrente conveniente para 
ser usada como base de cálculo em problemas de reciclo, desde que a composição seja 
conhecida. Portanto, em um primeiro momento ignoraremos a taxa especificada de 
produção de metanol, balancearemos o diagrama para a base admitida e depois 
escalonaremos o processo para a quantidade desejada. Em termos das variáveis rotuladas, 
o enunciado do problema estará resolvido quando determinarmos n0, Xoc, n3, X5c, x5H, nP 
e nr, para a base admitida e depois escalonarmos n0, 100 mo! (fornecidos ao reator), nP e 
nr, pelo fator (155 kmol CHPH/h)/n3. 
 
 
8- Um fluxograma rotulado de um processo contínuo no estado estacionário contém 
duas unidades, uma corrente contém dois componentes, A e B, em diferentes 
proporções; e a outra contém três componentes, A, B e C, em diferentes 
proporções. 
 
 
a) Rotule o fluxograma e faça a análise do grau de liberdade. 
 b) Calcule as vazões e/ou composições desconhecidas das correntes 1, 2 3 e 4.