Prova 2 OPI3

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Faculdade de Engenharia 
P2 – Operações Industriais III 
 
 
 
 
 
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RA: Data: 
 
• Leia as questões antes de respondê-las. A interpretação das questões 
faz parte da avaliação. 
 
• Os cálculos devem ser demonstrados para validação dos exercícios. 
 
• Questões com respostas sem UNIDADE terão pontos descontados. 
 
• É permitido o uso de lápis, borracha, caneta e calculadora. 
 
• Qualquer material sob as carteiras será considerado irregular e a 
prova retirada. 
 
• As respostas dos exercícios devem ser com tinta azul ou preta (prova 
com resposta a lápis será corrigida normalmente, mas não dará 
direito à arguição quanto à correção, quando da vista a mesma). 
 
• Desligue o celular e observe o tempo disponível para resolução 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Instruções 
 
 
Operações Industriais III 
Prof: Dr. Luíz Guilherme Rezende Rodrigues 
P2 – Destilação e linhas de operação, Lixiviação 
 
Questão 1 – Destilação 
 
Imagine que uma empresa te contrate para projetar uma torre de destilação. Nesse caso a 
empresa quer realizar o processo para separar a mistura entre benzeno e tolueno. O processo de 
separação é escolhido pela diferença de volatilidade entre o benzeno e o tolueno. O benzeno é o 
componente mais volátil e o de interesse no processo de separação da mistura inicial. 
 
Para que o projeto seja desenvolvido a empresa ainda lhe forneceu alguns dados importantes 
para que as linhas de operações possam ser montadas. Além disso, é necessário também 
determinar o melhor local para posicionar a fonte de alimentação do processo. Os dados 
fornecidos pela empresa foram obtidos de forma experimental através do seu desenvolvido 
laboratório de análises. Nesse contexto, foi obtido o seguinte gráfico relacionado com o equilíbrio 
termodinâmico entre o benzeno e o tolueno, em diferentes temperaturas. 
 
 
 
É importante destacar que o estudo experimental se deu a pressão constante cujo valor é indicado 
no gráfico. O eixo da abscissa corresponde a fração molar do componente mais volátil no estado 
líquido. Já o eixo da ordenada corresponde a fração molar do componente mais volátil no estado 
vapor. A linha em azul é apenas uma linha de referência para a construção gráfica e não apresenta 
nenhuma interpretação física, apenas geométrica sendo ela a bissetriz do primeiro quadrante do 
gráfico construído. Diante dessas informações, responda as seguintes questões: 
 
I – Seções de retificação e de estripagem 
 
Considere a situação geral de uma torre com 𝒏 pratos. Conforme o esquema ilustrativo abaixo: 
 
 
Nesse contexto, obtenha os seguintes itens: 
 
a) A equação para a linha de operação da seção de estripagem. 
b) A equação para a linha de operação da seção de retificação. 
c) Considere que a alimentação seja feita com a mistura benzeno no estado líquido e de tolueno 
no estado de vapor, obtenha a linha de operação para a alimentação. Dica: Utilize a letra 𝑭 para 
designar a mistura de benzeno e tolueno e escreva a equação em termos apenas da fração molar 
da substância mais volátil. 
 
Dica master: Para escrever todas as equações das linhas de operações lembre-se de considerar 
os mesmos critérios referenciais. 
 
II – Influência da alimentação 
 
a) Baseado nas informações obtidas e em seus conhecimentos, como determinar o melhor local 
para introduzir a alimentação? Defenda os seus argumentos com as equações determinadas nos 
itens anteriores. 
b) A mudança na composição e no estado da alimentação pode gerar alguma modificação no 
projeto da torre? Se sim, de que maneira? Dica: Utilize como referência, em sua explicação, os 
pontos de bolha e/ou de orvalho. 
c) Determine as equações para as linhas de operações da alimentação em todos os casos em 
que sua composição é modificada. Dica: Mostre isso através das equações e dos argumentos 
utilizados por você nos itens anteriores. 
 
III – Trabalhando com números 
 
Baseado em toda as respostas anteriores e nos dados experimentais apresentados pela empresa 
responda as seguintes perguntas: 
 
a) Identifique no gráfico onde está localizado a seção de retificação e a seção de estripagem, 
respectivamente. 
b) Busque, através de uma pesquisa breve, informações sobre um processo de destilação da 
mistura entre benzeno e tolueno e utilize os dados encontrados para verificar as equações das 
seções de retificação e estripagem. 
 
Questão 2 – Lixiviação 
 
O processo de lixiviação é uma das técnicas utilizadas para separação de misturas entre 
componentes sólidos através de um solvente. Nesse contexto: 
 
a) Faça uma breve pesquisa sobre o processo de lixiviação e um exemplo de situação onde essa 
técnica é empregada. 
b) Explique de maneira simples qual o principal princípio envolvido para que o processo seja 
possível.