Tarefa 2

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Modelagem Computacional em Sistemas Térmicos - TAREFA 2 
Amanda Tomas Vasconcelos 
 
Com base na leitura complementar do texto “Utilização de um software gratuito para 
modelagem e simulação de processos químicos”, disponibilizado na biblioteca da disciplina, 
apresento a seguir, as discussões relacionadas à instrução fornecida na tarefa. 
Saliento que as variáveis e processos aqui discutidos são baseados no processo de produção de 
estireno pela desidrogenação do etilbenzeno, conforme a leitura do texto complementar 
“Utilização de um software gratuito para modelagem e simulação de processos químicos” 
Variáveis conhecidas em cada corrente: 
As variáveis conhecidas em cada corrente do processo de produção de estireno pela 
desidrogenação do etilbenzeno são: 
 Corrente 1 (alimentação de etilbenzeno): vazão, composição (86% etilbenzeno, 
10% tolueno, 4% benzeno), temperatura e pressão. 
 Corrente 2 (alimentação de água): vazão, temperatura e pressão. 
 Corrente 3 (mistura de etilbenzeno, tolueno, benzeno e água): vazão, 
composição, temperatura e pressão. 
 Corrente 4 (produtos do reator): vazão, composição, temperatura e pressão. 
 Corrente 5 (topo do primeiro flash): vazão, composição, temperatura e pressão. 
 Corrente 6 (base do primeiro flash): vazão, composição, temperatura e pressão. 
 Corrente 7 (topo do segundo flash): vazão, composição, temperatura e pressão. 
 Corrente 8 (base do segundo flash): vazão, composição, temperatura e pressão. 
 Corrente 9 (produto final de estireno): vazão, composição, temperatura e 
pressão. 
Tipos de processos envolvidos: 
O processo de produção de estireno pela desidrogenação do etilbenzeno envolve os 
seguintes tipos de processos: 
 Mistura: As correntes 1 e 2 são misturadas em um misturador. 
 Reação química: A mistura de etilbenzeno, tolueno e benzeno é alimentada a um 
reator onde ocorre a reação de desidrogenação do etilbenzeno em estireno. 
 Separação por flash: A corrente de produtos do reator é alimentada a um 
primeiro flash onde a água é separada dos demais componentes. A corrente 
líquida do primeiro flash é alimentada a um segundo flash onde os gases mais 
leves são separados dos mais pesados. 
 Destilação: A corrente líquida do segundo flash é alimentada a uma coluna de 
destilação onde o estireno é separado dos demais componentes. 
Objetivos dos processos envolvidos: 
Os objetivos dos processos envolvidos na produção de estireno pela desidrogenação do 
etilbenzeno são: 
 Mistura: Misturar as correntes de alimentação para garantir uma alimentação 
uniforme para o reator. 
 Reação química: Produzir estireno a partir de etilbenzeno através da reação de 
desidrogenação. 
 Separação por flash: Separar a água dos demais componentes para evitar 
problemas de corrosão e para facilitar a separação do estireno nos estágios 
posteriores. 
 Destilação: Separar o estireno dos demais componentes para obter um produto 
final com a pureza desejada. 
 
A respeito do grau de liberdade de um sistema, este é nulo quando o número de variáveis 
independentes é igual ao número de equações de balanço de massa e energia. 
O grau de liberdade de um sistema termodinâmico é o número de variáveis 
independentes que podem ser especificadas para definir o estado do sistema. No caso 
do processo de produção de estireno pela desidrogenação do etilbenzeno descrito na 
leitura, as variáveis independentes são: 
 Vazão de etilbenzeno: 600 kmol/h 
 Vazão de água: 34,4 kmol/h 
 Vazão de tolueno: 4 kmol/h 
 Vazão de benzeno: 1,6 kmol/h 
 Temperatura de etilbenzeno: 136 °C 
 Temperatura da água: 172 °C 
 Pressão: 3 bar 
Como o número de variáveis independentes é igual ao número de equações de balanço 
de massa e energia, o grau de liberdade do sistema é nulo. 
A seguir apresento um fluxograma que melhor descreve o processo de verificação do grau 
de liberdade de um sistema, para as condições especificadas: 
 
 
 
 
Bibliografia 
 
Bequette, B.W., “Process Dynamics: Modeling, Analysis, and Simulation”, Prentice 
Hall, 1998. 
https://www.professores.u .br/ninoska/wp-
content/uploads/sites/57/2017/09/Control_Aula05-ModProcessos_2sem2017-1.pdf 
https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/27734/1/Desidrogena%C3%A7
%C3%A3ooxidativaetilbenzeno_Soares_2019.pdf