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Professor:Professor: Francisco JosFrancisco Joséé MouraMoura
Bibliografia:Bibliografia: HimmelblauHimmelblau, David M. e , David M. e RiggsRiggs, James B.; Engenharia , James B.; Engenharia 
QuQuíímica mica -- PrincPrincíípios e Cpios e Cáálculos, 7a edilculos, 7a ediçção, Editoraão, Editora LTC, 2006. LTC, 2006. 
IntroduIntroduçção aos Processos Quão aos Processos Quíímicosmicos
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(a) A regulamentação da EPA (Environmental Protection Agency)
contém padrões para 84 químicos e minerais na água potável. O 
antimônio de ocorrência natural, de acordo com a EPA, é um dos 
contaminantes mais comuns entre aqueles listados. Os níveis 
máximos de contaminação estabelecidos para o antimônio e níquel 
são de 0,006 mg/L e 0,1 mg/L, respectivamente. Uma análise de 
laboratório da água de sua residência mostrou que a concentração 
de antimônio e níquel é de 4 ppb (partes por bilhão) e 60 ppb, 
respectivamente. Você vai continuar bebendo desta água? 
Justifique a sua resposta. Assuma que a densidade da água seja 
de 1,00 g/cm3.
(b) Na equação abaixo, m é massa, v é velocidade, F é força, d é
comprimento e a é aceleração. Qual a unidade de Q? A equação é
dimensionalmente correta? 
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340°F são injetados em um vaso de 15 ft3. O vaso é então resfriado 
para 70°F. Calcule as pressões parciais de cada componente no vaso. 
Assuma que a lei dos gases ideais pode ser aplicada. 
; ; e 
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Uma das etapas da produção do zinco metálico é a ustulação oxidante 
do concentrado de ZnS (ZnS + 3/2 O2→ ZnO + SO2) em reator de leito 
fluidizado, neste processo é liberado o SO2. Este gás é purificado para 
posterior fabricação de ácido sulfúrico. Uma das etapas da produção 
do ácido é a transformação do SO2 em SO3. A conversão de equilíbrio (ou máxima) a 600oC para esta reação é igual a 76%, mas na prática é
de 40%. Esquematizar processo e para uma alimentação de SO2 de 
2500 Nm3/hora, calcular o reciclo e a quantidade de SO3 produzido.
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O TiCl4 pode ser formado pela reação do dióxido de titânio (TiO2) com 
ácido clorídrico. O TiO2 é disponível como um minério contendo 78% 
TiO2 e 22% inertes em peso. O HCl é disponível como uma solução 
com 45% em peso (o balanço é água). A conversão do TiO2 no reator 
é de 75%. O HCl é alimentado no reator com um excesso de 20% 
baseado na reação abaixo. O TiO2 Puro não reagido é reciclado no 
reator.
TiO2 + 4HCl → TiCl4 + 2H2O
Calcular cada kg of TiCl4 produzido:
a) a quantidade de minério de TiO2 em kg;
b) a quantidade de solução de HCl (45% em peso) alimentada;
c) a razão de reciclo por minério de TiO2 alimentado (em kg).
(pesos atômicos: Ti = 47,9; H = 1; Cl = 35,5; O = 16)
Provas antigasProvas antigas
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85,185,015,0
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vN61,3P ⋅ρ⋅⋅µ=∆
A equação empírica abaixo foi obtida para a queda de pressão através 
de um tipo particular de coluna de recheio:
sendo: ∆P = queda de pressão [N/m2] 
µ = viscosidade do fluido [kg/m.s] 
N = altura do recheio [m] 
v = velocidade do fluido [m/s] 
ρ = massa específica [kg/m3] 
D = diâmetro da coluna [m]
(a) Quais as unidades de 3,61?
(b) Modifique a equação de forma a utilizar dados para µ, N, ρ, 
v e D no sistema inglês (lb, ft e s), porém continuar obtendo valores 
de ∆P em N/m2.
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Amônia líquida é vaporizada e decomposta para formar hidrogênio e 
nitrogênio. Quantos litros de produto gasoso a 20°C e 1,8 bar de 
pressão (absoluta) seriam formados a partir de 50 litros de amônia 
líquida?
Dados: Densidade relativa da amônia = 817,0204 =ρ
MH = 1g/mol e MN = 14g/mol.
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Provas antigasProvas antigas
Água do mar contendo 3,5% de sal (massa) passa por uma série de 
10 evaporadores. Aproximadamente quantias iguais de água são 
evaporadas em cada uma das 10 unidades, que são então 
condensadas para formam uma corrente de água limpa. O produto de 
fundo do último evaporador contém 5% de sal. Se 30000 kg/h de 
água do mar forem alimentadas no processo, (a) esquematize um 
fluxograma para o processo e calcule (b) o fluxo mássico de água 
limpa produzida e (c) o percentual de sal no produto de fundo do 
quarto evaporador. 
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Provas antigasProvas antigas
A alimentação de um processo de produção de amônia contém 
24,75% em mols de nitrogênio e 74,25% em mols de hidrogênio e o 
restante são inertes. Essa alimentação é combinada com uma corrente 
de reciclo com as mesmas espécies e então alimentada ao reator, no 
qual se atinge uma conversão de 25% de nitrogênio em cada passo.
Os produtos passam através do condensador onde essencialmente 
toda a amônia é removida e os gases restantes são reciclados. 
Contudo, para prevenir o acúmulo de inertes no sistema, uma corrente 
de purga é retirada. A corrente de reciclo tem 12,5% de inertes. 
Calcule (a) os fluxos molares N, P e R para 100 mols/hora de 
alimentação (A), (b) os percentuais de N2 e H2 no reciclo e (c) a 
conversão global do nitrogênio.