Ampliação de Escala em Processos Químicos

Prévia do material em texto

Ampliação de
escala em
processos
químicos
Escala Piloto
Tipos de escalas
Fenômenos de transporte e a ampliação de escala
Critérios para ampliação de escala
Métodos usados em Ampliação de Escala Piloto
Considerações importantes para a Ampliação de
Escala Piloto
O QUE PRECISAMOS SABER?
BASE TEÓRICA
Tipos de Escalas
Fenômenos de transporte e a
ampliação de escala
Convecção
Condução
Tempo para que os mecanismos
ocorram aumenta com a
ampliação da escala
DOIS MECANISMOS
Similaridade geométrica
Similaridade cinemática
Similaridade dinâmica
Similaridade térmica
Similaridade química
Critérios para ampliação de escala
Métodos usados em Ampliação de
Escala Piloto
Sistemas simples
Método fundamental
Equações simpleficadas,
evitando problemas de balanço
Método semi-fundamental
Grupos de parâmetros
adimensionais constantes 
Análise dimensional
Aplicada para tanques
agitados ou reatores de coluna 
Manutenção de um parâmetro
 O processo é repetido até que se atinja a escala desejada
Tentativa e erro
Considerações importantes para a
Ampliação de Escala Piloto
Identificar as propriedade importantes para a operação ; 
Diferenças entre reatores pequenos e grandes: tempo de
mistura (tm) e o maior cisalhamento (vtip);
Sistemas monofásicos líquidos, deve-se usar como critério
de ampliação a potência por unidade de volume (P/V);
Para sistemas bifásicos gás-líquido empregar o coeficiente
volumétrico de transferência de oxigênio (kL);
Mantendo-se a semelhança geométrica e a os critérios de
ampliação de escala obtém-se relações englobando N e Di.
 
Um fluxograma de processo é um conjunto de símbolos utilizados
para tornar visual as etapas de um procedimento, resultando em uma
sequência para ser realizado o processo. Ele consegue oferecer uma
grande quantidade de informações e contém a maior parte dos dados
de engenharia necessários para o projeto de um processo químico. 
O QUE É UM FLUXOGRAMA DE PROCESSO?
FLUXOGRAMA DE
PROCESSOS
Processos químicos
 Processos mais complexos 
Substâncias de alta reatividade química, alta
toxicidade e alta corrosividade operando em
altas pressões e temperaturas.
Além disso, traz uma série de outros benefícios, tais
como: padronização do processo para obter a melhor
eficiência e constância, contínuas oportunidades de
melhoria, visualização do impacto de cada etapa, etc.
QUAL A
IMPORTÂNCIA
DE UM
FLUXOGRAMA
DE PROCESSO?
POR QUÊ
CONSTRUÍ-
LOS?
Como construir um
fluxograma?
 Inserir os principais equipamentos do
processo junto com uma descrição do mesmo.
Ademais, cada equipamento terá um nome
descritivo e um número individual;
1. 2. Sinalizar e identificar os fluxos por um número,
juntamente com uma descrição das condições do
processo e composição química de cada um. Esses
dados serão exibidos diretamente ou incluídos em
uma tabela de resumo de fluxo.
3. Mostrar os fluxos de utilidades (vapor, ar
comprimido, água de refrigeração, óleos
térmicos) fornecidos aos principais
equipamentos. 
4. Explicitar os Loops básicos de controle,
mostrando a estratégia de controle usada para
operar o processo durante operações normais.
FLUXOGRAMA EXEMPLO
1 - CLASSIFICAÇÃO E NOMENCLATURA
DOS EQUIPAMENTOS
C-101 A/B
- Compressor
- Área 1 da planta
- Primeiro compressor da
área (01)
- Existe um compressor
reserva
FLUXOGRAMA EXEMPLO
CADA UMA DAS CORRENTES DE UM FLUXOGRAMA É IDENTIFICADA POR UM
NÚMERO NO INTERIOR DE UM LOSANGO E SUA DIREÇÃO É IDENTIFICADA POR
SETAS. TAMBÉM SE ESTRUTURAUMA TABELA COM AS PRINCIPAIS INFORMAÇÕES
DE CADA CORRENTE.
INFORMAÇÕES DAS CORRENTES
FLUXOGRAMA EXEMPLO
TABELA COM A LISTAGEM DOS
EQUIPAMENTOS, FORNECENDO AS
INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS PARA
ESTIMAR OS CUSTOS E A BASE
PARA O PROJETO DETALHADO DO
EQUIPAMENTO.
INFORMAÇÕES
DOS
EQUIPAMENTOS
Existem também os sinalizadores de informações
ou flags, que trazem as informações de fluxo.
Temperatura
Pressão
Vazão de Líquido
Vazão de Gás
Vazão Molar
Vazão Mássica
FLUXOGRAMA EXEMPLO
DIAGRAMA DE
GANTT
Objetivo Inicial: auxílio do exército norte
americano
Objetivo atual: sequenciamento de linha de
produção e gestão de projetos.
Cronograma de atividades apresentado no formato
de um conjunto de barras horizontais organizadas
em uma linha do tempo
Visualização fácil e rápida
Organização
Realçar tarefas relacionadas
Vantagens:
EXEMPLO DE APLICAÇÃO
CÁLCULOS DE UMA DESTILAÇÃO BINÁRIA
SIMPLES (ÁGUA-ETANOL)
Destilação é uma operação unitária de
separação de duas ou mais substâncias,
baseada na diferença entre os respectivos
pontos de ebulição.
TIPOS DE DESTILAÇÃO:
DESTILAÇÃO SIMPLES: A vaporização e condensação ocorre uma única vez
TIPOS DE DESTILAÇÃO:
DESTILAÇÃO FRACIONADA: A vaporização e condensação ocorre diversas vezes
LEI DE RAOULT
A pressão de vapor de uma solução é igual a pressão de vapor do solvente vezes a
fração molar do solvente na solução
*A lei de Raoult é válida apenas para soluções ideais
LEI DE HENRY
A solubilidade de um gás dissolvido em um líquido é diretamente proporcional à
pressão parcial do gás acima do líquido
*A lei de Henry é válida apenas para soluções ideais
 
P = Pressão parcial na fase gasosa
K = Constante de Henry
X = Fração Molar
https://pt.wikipedia.org/wiki/Solubilidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s
https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o_parcial
DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO
 
Para todas as substâncias, existe um diagrama de equilíbrio de fases que consiste na
fração molar da substância em diferentes fases (xA para fase líquida e yA para fase
gasosa) e em diferentes temperaturas.
DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO
 
Pela Lei de Raoult,
Logo, a Pressão Total é:
DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO
 
Como xb=1-xa temos que:
Para a fase gasosa:
DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO
 
Uma destilação ocorre pela diferença de volatilidade entre as substâncias. E, para
calcular-se a volatilidade de cada substância:
Que seria igual à
pressão de vapor de
cada substância.
DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO
 
Por tal razão, para calcular-se a volatilidade relativa, tem-se que:
DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO
 
Assim, a equação da curva de equilíbrio, baseada na volatilidade relativa entre duas
substâncias diferentes, pode ser descrita da seguinte forma:
OBRIGADO!
AS PESSOAS
POR TRÁS DO
GESTAREFAS
André Sabino, Fundador
Brenda Matos, Desenvolvedora
BAIXE O GESTAREFAS AGORA!
PERGUNTAS?
DÚVIDAS?
FALE CONOSCO!
www.sitebacana.com.br
alo@sitebacana.com.br
(12) 3456-7890