EXAME - BME - 2011.2

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Engenharia Química
Balanço de massa e energia
Exame
2o/2011
	
Profa. Romilda
Nome: _______________________________________________________________________
(3,5) 1 – Um processo onde 10000 lbm/h de uma solução aquosa de 40% em massa de NaOH se junta com uma corrente de reciclo do cristalizador e alimenta um evaporador, onde a água é removida. A corrente concentrada que deixa o evaporador contém 50% de NaOH; esta corrente entra em um cristalizador. O cristalizador produz uma torta de filtração que contém 95% de cristais de NaOH e 5% de uma solução que contém 45% de NaOH em massa. A solução que passa através do filtro, também contendo 45% de NaOH, é a corrente de reciclo.
a) Desenhe e rotule o fluxograma do processo;
b) Faça a análise dos graus de liberdade para os diferentes volumes de controle;
c) Escreva em ordem as equações que seriam usadas para determinar as incógnitas. Em cada equação, marque a variável para qual você resolveria;
d) Calcule a taxa de escoamento da água removida pelo evaporador;
e) Calcule a taxa de reciclo desse processo.
(3,5) 2 – O etanol é produzido comercialmente pela hidratação do etileno:
Parte do produto é convertida a dietil éter na reação paralela
A alimentação no reator contém etileno, vapor de água e um gás inerte. Uma amostra do efluente do reator é analisada, e contém 43,3% molar de etileno, 2,5% de etanol, 0,14% de éter, 9,3% de inertes e o resto de água. Considere como base 100 mols de efluente gasoso e:
(a) Desenhe e rotule o fluxograma do processo; 
(b) Escolha o tipo de balanço (moleculares, atômicas ou extensão de reação), justifique e represente as equações de balanços com unidades; 
(c) Faça a análise dos graus de liberdade;
(d) Calcule a composição molar da alimentação do reator;
(e) Calcule a porcentagem de conversão do etileno;
(f) Calcule o rendimento fracional do etanol e a seletividade da produção do etanol em relação à produção de éter.
(3,0) 3 – Em um trocador de calor, leite (considere essencialmente água) é aquecido de 15(C para 25(C por água quente que se resfria de 70(C para 35(C, conforme mostra a figura abaixo.
	
a) Faça as considerações necessárias e apresente as equações de balanço de energia;
b) Calcule a taxa de escoamento da água em kg/min/ kg/min de leite.
Dados: Considerando que água está saturada e que o leite tem as mesmas propriedades da água pura.
	T ((C)
	
	15
	62,01
	25
	103,86
	35
	146,69
	70
	293,10
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