P2 - BME - 2011.2

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Engenharia Química
Balanço de massa e energia
2ª Prova
2o/2011
	
Profa. Romilda
Nome: _______________________________________________________________________
(2,5) 1 – Em uma seção de preparação de matéria prima de uma planta de produção de gasolina natural, um desbutanizador produz uma corrente com 80% de n-C5H12 e 20% de i-C5H12 (% em massa). Uma parte desta corrente é desviada (by-pass) para a corrente final do produto e outra parte alimenta a torre de i-C5H12. Esta torre remove i-C5H12, que sai pelo topo; no fundo sai uma corrente contendo 100% de n-C5H12, a qual é misturada com a corrente desviada, formando assim uma corrente final contendo 90% de n-C5H12 e o restante i-C5H12. (a) Desenhe e rotule o fluxograma do processo; (b) Faça a análise dos graus de liberdade para os diferentes volumes de controle (VC); (c) Faça as considerações necessárias e represente as equações de balanços com unidades e (d) Calcule a fração de gasolina isenta de butano que entra na torre de i-C5H12.
(2,5) 2 – O metano e o oxigênio reagem na presença de um catalisador para formar formaldeído. Em uma reação paralela, parte do metano é oxidada a dióxido de carbono e água:
(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;
Considere a conversão fracional de metano de 0,900 e o rendimento fracional de formaldeído de 0,855 e calcule:
(d) a composição molar da corrente de saída do reator;
(e) a seletividade da produção de formaldeído em relação à produção de dióxido de carbono.
(2,5) 3 – Na combustão subterrânea do carvão mineral, várias reações em fase gasosa ocorrem, incluindo:
Onde CO, H2 e CH4 são originários da pirólise do carvão. Sabendo que um gás com composição CO: 13,54%, CO2: 15,22%, H2: 15,01%, CH4: 3,20% e o restante em N2 é queimado com 40% de excesso de ar, pede-se: (a) o fluxograma completo; (b) quanto de ar é necessário para 100 mols de gás? e (c) qual será a composição do gás de chaminé em base úmida?
(2,5) 4 – O vapor entra em uma turbina a 4000 kPa e 482(C e sai como mostra a figura abaixo. Para uma velocidade de entrada 200 m/s, pede-se que:
	
a) Faça as considerações necessárias e apresente as equações de balanço de energia;
b) Determine a potência de saída na turbina em kJ/s, 
c) Mostre que a variação da energia cinética é desprezível.
Dados: 
	
	
	
	
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