Parte 4 1

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ESCOLHA DO SEPARADOR 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
Parte 4.1 – Sistema de Separação 
Processos Químicos II 
Ana Maria Furtado 
REATOR 
Sistema de Separação e 
Reciclo 
Alimentação Produtos + 
Subprodutos 
O que é necessário separar? 
• 1ª tarefa: Identificação do problema 
 
 
 
Quais são as especificações que a alimentação, produtos, 
subprodutos, rejeitos deverão atender ? 
 
Composição ? 
 
A mistura é homogênea ou heterogênea? 
Produtos + 
Subprodutos 
Alimentação REATOR 
A síntese do sistema de separação envolve: 
 
 Seleção do método de separação; 
 
 Sequenciamento dos equipamentos, ou seja, a 
definir a 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 feita antes da 
homogênea. 
Princípios básicos dos Processos de Separação 
Alimentação 
Densidade, 
Campo/gradiente 
de força 
 Fase 1 
 Fase 2 
Alimentação 
Criação 
de 
fase 
 Fase 1 
 Fase 2 
Alimentação 
 
Adição 
fase 
 
 Fase 1 
 Fase 2 
Agente de Separação de massa 
 
Princípios básicos dos Processos de Separação 
Alimentação 
 
Barreira 
 
 Fase 1 
 Fase 2 
Alimentação 
Separação 
por agente 
sólido 
 Fase 1 
 Fase 2 
Alimentação 
Densidade, 
Campo/gradiente 
de força 
 Fase 1 
 Fase 2 
Diferença de densidade: Decantador/sedimentador, 
Flotador. 
Ação de campo ou gradiente de força: Ciclone/ 
Hidrociclone, centrifugas. 
Separação - MISTURA HETEROGÊNEA: 
Exemplos de processos de Separação 
Separação 
MISTURA HETEROGÊNEA: 
Exemplos de processos de Separação: 
 
 
 
 
Por barreira: Filtros, membranas. 
Alimentação 
 
Barreira 
 
 Fase 1 
 Fase 2 
Alimentação 
 
Barreira 
 
 Fase 1 
 Fase 2 
Alimentação 
Criação 
de 
fase 
 Fase 1 
 Fase 2 
Separação - MISTURA HOMOGÊNEA 
Ex. de processos de Separação: Criação de fase 
Destilação 
Cristalização 
Evaporação 
Secagem. 
Alimentação 
 
Adição 
fase 
 
 Fase 1 
 Fase 2 
Agente de Separação de massa 
 
Separação - MISTURA HOMOGÊNEA 
Ex. de processos de Separação: Adição de fase 
Absorção 
Extração 
Separação de Misturas - MISTURA HOMOGÊNEA 
Ex. de processos de Separação: Criação e adição de fase 
Separação de Misturas - MISTURA HOMOGÊNEA 
Ex. de processos de Separação: Criação e adição de fase 
Separação de Misturas - MISTURA HOMOGÊNEA 
 
 
 
 
 
Ex. de processos de Separação: por contato com agente 
sólido 
Adsorção 
 
 
Alimentação 
Separação 
por agente 
sólido 
 Fase 1 
 Fase 2 
CARACTERISTICAS DE ALGUNS EQUIPAMENTOS 
 
 
1: Destilação: obtenção de produtos de alta pureza. 
2: Absorção: remoção de componente traço de uma corrente 
gasosa. 
3: Adsorção: remoção de componentes traços de correntes líquidas 
ou gasosas. 
4: Pressure Swing Adsorption (ou Adsorção por Oscilação de 
Pressão): remoção de componentes traços de correntes gasosas 
quando um dos componentes tiver ponto de ebulição criogênico. 
CARACTERISTICAS DE ALGUNS EQUIPAMENTOS 
 
5: Considere a separação por membranas para separar uma 
misturade gases com pontos de ebulição criogênicos e de baixas 
vazões. 
6: Extração: separação de classes de componentes (ex. mistura de 
aromáticos e alifáticos) 
7: Cristalização para separar dois solidos ou purificar um sólido 
de uma solução. 
8: Evaporador para concentrar soluções. 
 
CARACTERISTICAS DE ALGUNS EQUIPAMENTOS 
 
9: Filtração remove sólidos (ainda com umidade) de um efluente. 
Para ter a completa isenção de umidade é necessário passar depois 
por um Secador. 
10: Lixiviação para remover um determinado sólido de uma 
mistura de sólidos. 
ALGUMAS REGRAS HEURÍSTICAS PARA ESCOLHA DO 
PROCESSO DE SEPARAÇÃO (efluentes de reator): 
 
1: Remover primeiro o componente em maior quantidade. 
Isto reduz as dimensões das unidades seguintes. 
 
2: Componentes em quantidades equivalentes: efetuar 
primeiro a separação mais fácil ou a mais difícil por 
último. 
 
3: Remover logo os componentes + corrosivos e/ou 
+ perigosos. 
 
4: Evitar separações que exigem espécies estranhas à 
mistura, removendo-as logo que possível no caso de ter 
que usá-las. 
 
ALGUMAS REGRAS HEURÍSTICAS PARA SISTEMAS DE 
SEPARAÇÃO (purificação da alimentação): 
 
1: Remover logo qualquer impureza da alimentação que 
esteja presente em quantidades significativas, como 
também as que não são inertes. 
 
2: Se alguma impureza da alimentação também for um 
subproduto da reação, “normalmente” é melhor alimentar 
o sistema pelo processo de separação - estudar a hipótese. 
 
 
3: Remover qualquer impureza que possa envenenar o 
catalisador. 
 
4: Impureza inerte: avaliar se é mais fácil separá-la da 
alimentação ou do produto. 
 
5: Impureza que forma um azeotropo: processar a 
impureza ou trocar o fornecedor. 
Processo de Separação (exemplos) 
Componente em menor quantidade 
Sólido Líquido Gás/vapor 
C
o
m
p
o
n
e
n
te
 e
m
 m
a
io
r 
q
u
a
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d
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e
 
S
ó
li
d
o
 
 
Classificação em peneira 
Ciclone/ Hidrociclones 
Centrifugação 
flotação 
Secadores 
Prensas 
x 
L
íq
u
id
o
 
 
Decantação/Sedimentação 
flotação 
Hidrociclone 
Filtração 
Centrifugação 
Cristalizador 
Membrana 
Decantação 
Extração solvente 
destilação 
“Air Stripping” 
(Arraste com ar) 
G
á
s
/v
a
p
o
r 
 
Sedimentador 
Ciclones 
Filtros 
Lavadores (scrubber) 
Precipitação eletrostática 
 
Vasos de separação 
Ciclone 
Lavadores 
Precipitação 
eletrostática 
Adsorção 
Absorção 
Membrana 
Destilação (criogênica) 
Condensação