Parte 4-1

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Escolha do Separador 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
Parte 4.1 
Processos Químicos II 
Ana Maria Furtado 
Design de Processos Químicos 
• Seleção os equipamentos 
 
• Elaboração do Fluxograma 
ESPECIFICAÇÃO DO PROJETO (PRODUTO) 
Design de Processos Químicos - Síntese 
a) Seleção dos equipamentos necessários para a 
execução do processo 
 
 
 
 
REATOR 
Sistema de Separação e 
Reciclo 
Alimentação Produtos + 
Subprodutos 
O que é necessário separar? 
 
 
 1ª tarefa: Identificação do problema 
 
 
 
 
A mistura é homogênea ou heterogênea? 
 
Composição ? 
 
Quais são as especificações que os produtos, 
subprodutos, rejeitos e a alimentação deverão atender ? 
 
Produtos + 
Subprodutos 
Alimentação 
A Síntese do sistema de separação envolve: 
 
Seleção do método de separação; 
 
Sequenciamento dos equipamentos, ou 
seja, a definição da ordem de separação 
dos componentes 
Seleção do método de separação depende 
se a mistura é: 
 
Heterogênea 
Homogênea 
 
OBS: É recomendável que a Separação da mistura 
heterogênea seja conduzida antes da homogênea. 
Separação de Misturas 
Homogêneas e Heterogêneas 
MISTURA HETEROGÊNEA: 
Duas ou + fases, as propriedades não são as 
mesmas em toda a extensão da mistura. 
 
Separação 
Diferença de 
densidade entre as 
fases 
Exemplos de equipamentos 
 Decantador, Sedimentador 
 Flotador 
 Ciclones, Hidrociclone e Centrifugas 
 Filtros 
MISTURA HOMOGÊNEA: 
Uma única fase, as propriedades são as mesmas 
em toda a extensão da mistura. 
 
Separação 
Adicionar ou Criar 
uma nova fase no 
sistema 
Separação de Misturas 
Homogêneas e Heterogêneas 
Exemplos de equipamentos 
 Destilação (método + comum) 
 Absorção e esgotamento (stripping) 
 Extração líquido-líquido 
 Adsorção, Cristalização, Evaporação 
ALGUMAS REGRAS HEURÍSTICAS PARA SISTEMAS DE 
SEPARAÇÃO: 
 
1: Remover primeiro o componente em maior quantidade. 
Isto reduz as dimensões das unidades seguintes 
 
2: Se os componentes estiverem em quantidades 
equivalentes, então efetuar primeiro a separação mais fácil 
ou a mais difícil por último. 
 
ALGUMAS REGRAS HEURÍSTICAS PARA SISTEMAS DE 
SEPARAÇÃO: 
 
 
3: No processo de destilação, preferencialmente, remover 
um componente de cada vez como destilado. 
4: Remover logo os componentes corrosivos ou mais 
perigosos 
 
ALGUMAS REGRAS HEURÍSTICAS PARA SISTEMAS DE 
SEPARAÇÃO: 
5: Evitar separações que exigem espécies estranhas à 
mistura, removendo-as logo que possível no caso de ter 
que usá-las. 
 
6: Ao usar destilação, ou processo semelhante, remover 
como destilado a espécie de maior valor ou o produto 
desejado (destilado é + puro que o produto de fundo). 
ALGUMAS REGRAS HEURÍSTICAS PARA SISTEMAS DE 
SEPARAÇÃO: 
 
7: Para Destilação, se possível, remover primeiro o 
produto de maior calor de vaporização. Isto reduz a 
quantidade de energia das unidades seguintes. 
 
 
ALGUMAS REGRAS HEURÍSTICAS PARA ESCOLHA DO 
EQUIPAMENTO 
 
1: Destilação como primeira escolha na fabricação de produtos de 
alta pureza. 
 
2: Absorção para remover um componente traço de uma corrente 
gasosa. 
 
3: Adsorção para remover traços de impureza de correntes líquidas 
ou gasosa. 
 
4: Extração para separação de classes de componentes (ex. mistura 
de aromáticos e alifáticos) 
ALGUMAS REGRAS HEURÍSTICAS PARA ESCOLHA DO 
EQUIPAMENTO 
 
5: Cristalização para purificar um solido de uma solução. 
 
6: Para concentrar soluções usar Evaporador. 
 
7: Filtração remove sólidos (ainda com umidade) de um efluente. 
Para ter a completa isenção de umidade é necessário passar depois 
por um secador. 
 
Processo de Separação (exemplos) 
Componente em menor quantidade 
Sólido Líquido Gás/vapor 
C
o
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p
o
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e
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S
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Classificação em peneira 
1. Ciclone/ Hidrociclones 
Centrifugas 
flotação 
Secadores 
Prensas 
x 
L
íq
u
id
o
 
 
Decantação/Sedimentação 
Hidrociclone 
Filtração 
Centrifuga 
Cristalizador 
Membrana 
adsorção em carvão ativado 
Decantação 
Extração solvente 
 
“Air Stripping” 
(Arraste com ar) 
G
á
s
/v
a
p
o
r 
 
Sedimentador 
Ciclones 
Filtros 
Lavadores 
Precipitação eletrostática 
 
Vasos de separação 
Ciclone 
Lavadores 
Precipitação 
eletrostática 
Adsorção 
Absorção 
Membrana 
Destilação (criogênica) 
Condensação