LISTAS DE EXERCÍCIOS - OP2 - ETAPA 1 - ABSORÇÃO

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UNIVERSIDADE DO AMAZONAS 
FACULDADE DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA/ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS 
Setor Sul do Campus Universitário - Bloco H, Av. Gal. Rodrigo Octávio Jordão Ramos, 3000 – Coroado 
69077-000 Manaus, AM. Fone/Fax: (092) 3647-4035/4028 
 
FTQ007 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS II 
 
Questão 1: Razões econômicas e ambientais indicam a necessidade de recuperar uma corrente de gás contendo 30% de amônia e 
70% de ar, em volume. Para tal, um engenheiro químico pretende utilizar uma torre de absorção que opera em contracorrente com 
água limpa, a uma pressão de 1 bar. 
Considerando os dados da figura abaixo para o equilíbrio NH3-Ar, qual é o número mínimo de moles de água necessário, para 
cada 100 moles de gás de entrada, para que se recuperem 99% da amônia? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resp.: 394,6 mols 
Questão 2: Uma coluna de absorção foi dimensionada para absorver 90% de uma substância de massa molar igual a 50 kg/kmol, 
presente em uma corrente de ar, usando água pura como solvente. O teor dessa substância no ar é de 40% em base molar e, na 
solução aquosa formada, é de 25% em massa. Considerando-se que sejam desprezíveis a solubilidade do ar na água e a 
evaporação da água, a razão molar entre a água usada como solvente e a corrente de ar a ser tratada é? 
Resp.: 3 
 
Questão 3: 100 mol/h de uma mistura amônia-ar, considerada ideal, contendo 15% em volume de amônia, entram em uma coluna 
de absorção em contracorrente para serem tratados com água de modo a recuperar 95% da amônia. A relação solvente 
líquido/solvente gasoso é 2. A razão molar de amônia no produto líquido e a vazão do solvente, em mol/h, são, respectivamente? 
Resp.: 0,077 e 170. 
 
Questão 4: No processo de absorção de H2S por DEA para a eliminação de gases ácidos de correntes gasosas, a eficiência da 
remoção de enxofre atinge 98%. Nesse processo, uma corrente de gás natural, com vazão mássica de 3 t/h, contendo 15% de H2S, 
é tratada com 2t/h de uma corrente contendo água e DEA. 
A fração mássica de H2S na corrente de líquido efluente da coluna de absorção é? 
Resp.: aprox. 18% 
 
Questão 5: Deseja-se remover etanol de uma corrente de ar, cujo teor de etanol é igual a 30% em base molar. Para tal, foi 
dimensionada uma coluna de absorção para remover 87% do etanol presente na corrente de ar, empregando-se água pura como 
solvente. Na solução aquosa formada, o teor de etanol é de 25% em massa. 
Considerando desprezíveis a solubilidade do ar na água e a não ocorrência de evaporação da água, qual é a razão molar entre a 
água usada como solvente e a corrente de ar a ser tratada? Resp.: 2,0 
Dados: 
• Massa molar do etanol = 46 kg/kmol 
• Massa molar do hidrogênio = 1 kg/kmol 
• Massa molar do oxigênio = 16 kg/kmol 
• Massa molar do ar = 29 kg/kmol 
 
 
 
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CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA/ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS 
Setor Sul do Campus Universitário - Bloco H, Av. Gal. Rodrigo Octávio Jordão Ramos, 3000 – Coroado 
69077-000 Manaus, AM. Fone/Fax: (092) 3647-4035/4028 
 
FTQ007 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS II 
Lista 2 
 
 
Questão 1: Uma corrente gasosa oriunda de um reator químico contem 25% de amônia e o resto de gases 
inertes. O fluxo total é de 181,4 kmol/h para uma coluna de absorção que opera a 303 K e 1,013 kPa, na qual 
se utiliza água contendo 0,005 de fração molar de amônia para realizar a absorção. A concentração de saída 
do gás é de 2% em amônia. Portanto, 
• Qual a mínima taxa de líquido inerte L'min ? 
• Construa um gráfico com as linhas de operação (Utilizando L'min e para um excesso de 50% em 
relação a esse valor) e de equilíbrio. 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE DO AMAZONAS 
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CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
Setor Sul do Campus Universitário - Bloco H, Av. Gal. Rodrigo Octávio Jordão Ramos, 3000 – Coroado 
69077-000 Manaus, AM. Fone/Fax: (092) 3647-4035/4028 
FTQ007 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS II 
 
 
Aluno(a): ______________________________________ Data: ___________ 
 
 
 
Questão: 
Uma corrente gasosa contendo 3% molar de NH3 e ar é introduzida em uma coluna de absorção de 1 m2 de 
área da seção transversal, visando recuperar 99% da amônia com água pura. A vazão de entrada da corrente 
gasosa é de 0,5424 kg/s.m2. A operação será realizada a 303 K, 1 atm, com anéis Pall de metal de 1 ½ in (fp 
= 1,34). A curva de equilíbrio para a amônia nessas condições é dada por: y* = 1,2 x. 
 
1. Qual a mínima taxa de líquido a ser utilizada na coluna? 
 
 
Ø Para as próximas questões escolha trabalhar com 50% acima do valor mínimo de L (kmol/s). 
2. Qual o valor de x no fundo da coluna, para 1,5.Lmin? 
 
3. Estime HG, HL, HOL e o percentual de resistência no filme gasoso. 
 
4. Calcule a altura da coluna. 
 
Ø Recalcule os itens 3 e 4 para uma dimensão nominal do recheio de 1 in (fp = 1,61). Compare os 
resultados obtidos. 
 
 
Tabela de Propriedades 
 
 Propriedades 
[Temperatura] 
Componentes µ (kg/m.s), 
[303K] 
µ (kg/m.s), 
[298K] 
ρ (kg/m3) 
[303K] 
DAB (m2/s) 
[273K] 
DAB (m2/s) 
[285K] 
Ar 1,866 x 10-5 1,166 
Água 0,8007 x 10-3 0,8937 x 10-3 995,68 
NH3-Ar 0,198 x 10-4 
NH3-Água 1,64 x 10-9 
 
 
 
 
 
 
 
Equações 
 
Difusividade em gases 𝐷"#(𝑚&/𝑠) ∝ 𝑇,,./(𝐾) 
Difusividade em 
líquidos 𝐷"#(𝑚&/𝑠) ∝ 𝑇(𝐾)𝜇	(𝑘𝑔/𝑚. 𝑠) 
Coeficiente para o 
filme gasoso 𝐻7(𝑚) = 0,226𝑓= 𝑁?@0,660 A,/ 𝐺C6,782 FA,/ 𝐺G0,678 A,H/ 
Coeficiente para o 
filme líquido 𝐻I(𝑚) = 0,357𝑓= 𝑁?@372 A,/ 𝐺C/𝜇6,782/0,8937×10FH		 A,H 
 Gx e Gy em kg/s.m2