AULA 1 - INDUSTRIA E PROCESSOS QUIMICOS

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Introdução a Engenharia Química 
Aula 1 
 Ementa da disciplina 
 A Industria Química 
 O processo químico 
Ementa 
 
• A indústria química. 
• Operações e processos unitários. 
• Estequiometria. 
• Balanços de massa e de energia. 
• Aplicações simples a processos de balanço de 
massa e energia combinados. 
 
 
Curso 40 h - 2 aulas por semana 
Quinta feira das 19:00 as 20:30 
Programa Detalhado 
 
 
1 -Introdução: a profissão do Engenheiro Químico; 
Conceitos Básicos; 
2 -Sistemas de Unidades - conversão de unidades; 
3 -Principais Parâmetros na descrição de processos; 
4 -Balanço de Massa; 
5 -Balanço de Energia. 
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 
 
• "Princípios Elementares dos Processos Químicos", R. Felder e 
R. Rousseau, 3aed., LTC Editora, Rio de Janeiro, 2005 (Tradução: 
Prof. Martin Aznar). 
 
• "Engenharia Química - Princípios e Cálculos", D. M. 
Himmemblau e J. B. Riggs, 7a Edição, LTC Editora, Rio de 
Janeiro, 2006. 
 
• "Introdução à Engenharia Química", N.I. do Brasil, Editora 
Interciência Ltda. 
 
MATERIAIS NECESSÁRIOS EM AULA 
 
Calculadora e Tabela de Conversão 
Avaliações 
 
As atividades de avaliação serão baseadas nas competências explicitadas sendo 
compostas por três instrumentos de acordo com o regimento interno da 
Instituição: 
 
N1 = Avaliação do Docente; 
N2 = Avaliação Colegiada; 
N3 = Avaliação Integradora; 
 
Composição da média semestral (MS): 
 
MS = (N1 x 0,50) + (N2 x 0,30) + (N3 x 0,20) 
 
Se MS > ou igual 6,0: Aprovado e MS = MF (Média Final); 
Se MS < 6,0: Recuperação de Conteúdo, aluno fará Avaliação de Recuperação (AR), 
de acordo com o calendário escolar e assim, MF = (MS + AR)/2; 
Se MF > ou igual 5,0: Aprovado; Se MF < 5,0: Reprovado; 
 
 
 
 
Composição da N1 
 
N1 = Avaliação do Docente, 
 
• Avaliações Escritas abrangendo os assuntos abordados em sala 
de aula (80% do total da N1); 
 P1: 22/03/2018 
 P2: 17/05/2018 
• Resolução e entrega de listas de exercícios referentes ao 
conteúdo teórico da disciplina (20% do total da N1). 
 Entrega Lista 1 : 22/03/2018 
 Entrega Lista 2: 17/05/2018 
• Prova Substitutiva P1 e P2 - abrangendo os assuntos abordados 
no semestre - Data: 06/06/2017 
 
 As listas de exercícios deverão ser elaborados 
individualmente e serão contabilizados como horas de Atividades 
Práticas Supervisionadas (APS). 
 Ser humano -> inquieto 
Necessidade de ir além da imaginação 
em tudo que vê e sente. 
 Criar o que não existe e modificar o que 
está presente. 
Introdução a Engenharia 
Como ir a outra margem? 
Soluções 
Engenharia 
“Capacidade de criar e modificar as coisas.” 
(Essência da engenharia). 
 
Característica da Engenharia 
Domínio da ciência; 
Necessidade de interação do profissional com 
o universo: gestão de processos, produtos e 
pessoas. 
 
 Engenharia  Domínio de 
ferramentas de gestão 
Habilidades necessárias ao 
Engenheiro 
“O novo engenheiro não deve ser apenas 
competente, mas ter consciência crítica, capaz de 
atuar na transformação social.” 
 
 
HABILIDADE CONCEITUAL 
 HABILIDADE TÉCNICA 
 HABILIDADE HUMANA 
 
 
13 
Principais Ramos da Engenharia 
Aeronáutica, aeroespacial, agrícola, agronomica, 
ambiental, cartográfica, civil, da computação, de 
alimentos , de materiais, de minas de pesca, de 
petróleo, de producão, elétrica, eletrônica, 
física, mecânica, mecatrônica, metalurgica, 
naval, nuclear, química, sanitária e têxtil. 
O que é a Engenharia Química? 
• É a engenharia que trata das 
transformações em grande escala de 
matérias-primas em produtos de valor 
agregado que contribuem para a nossa 
qualidade de vida. 
MATÉRIAS-
PRIMAS 
ENGENHARIA 
QUÍMICA 
PRODUTOS 
O Engenheiro Químico 
A atividade dos Engenheiros Químicos está 
direta ou indiretamente relacionada com: 
 
Atividades características EQ 
 Criação de novos produtos e processos de fabricação 
em escala por meio de experiências desenvolvidas em 
laboratórios; 
 
 Tratamento de água e esgotos; 
 
 Reciclagem de lixo e controle de poluição; 
 
 Planejamento e supervisão de operações e processos 
na indústria química (IQ); 
 
 Definição do processo de produção, dos recursos 
materiais, equipamentos, processos de segurança, da 
estocagem e movimentação de matérias-primas e da 
produção na IQ. 19 
 “A Engenharia Química dedica-se à concepção, 
desenvolvimento, dimensionamento, 
melhoramento e aplicação dos Processos e dos 
seus Produtos. Neste âmbito, incluem-se análise 
econômica, dimensionamento, construção, 
operação, controle e gestão das Unidades 
Industriais que concretizam esses Processos, 
assim como a investigação e formação nesses 
campos.” 
 
 
Federação Europeia de Engenheiros Químicos (EFCE ) 
American Institute of Chemical Enginners – AIChE 
Celulose (madeira) em papel 
Argila e Areia em porcelanas e vidros 
Óleo em sabão em barra 
Cana em álcool etílico 
Petróleo em nafta, combustíveis, lubrificantes, asfalto; 
Nafta em hidrocarbonetos e solventes, ... 
Hidrocarbonetos em plásticos, espumas, borrachas, resinas, ... 
Matéria-prima 
Produtos úteis à 
humanidade 
Converte 
Indústria Química 
Perdas 
Dimensão da indústria química no Brasil 
Faturamento líquido da indústria química brasileira – 2010* 
 
 
Produtos 
químicos de 
uso industrial 
US$ 63,8 
Produtos 
farmacêuticos 
US$ 19,9 Higiene 
pessoal, 
perfumaria e 
cosméticos 
US$ 13,8 
Adubos e 
fertilizantes 
US$ 11,2 
Defensivos 
agrícolas 
US$ 7,0 
Sabões e 
detergentes 
US$ 7,7 
Tintas, 
esmaltes e 
vernizes 
US$ 3,9 
Fibras 
US$ 1,1 
Outros 
US$ 1,8 
Total US$ 130,2 
bilhões* 
* estimado 
Fontes: Abiquim e associações dos segmentos 
Em 2010, a indústria 
química teve 
participação de 
2,4% no PIB 
brasileiro. O setor é 
o 4º em 
participação no PIB 
industrial 
(10,1% - base IBGE 
2009). 
Ranking da indústria química mundial 
Fontes: ACC, Cefic e Abiquim 
7ª posição 
US$ bilhões 
Total mundial estimado: US$ 4.124,5 bilhões 
é o quarto maior setor industrial brasileiro 
A indústria química 
O PIB da Química na indústria de transformação 
Fonte: IBGE – PIA 
Empresas Unidade de 
Investigação: Unidade 
local industrial 
(base: 2009) 
Produtos químicos: 
4ª maior participação 
no PIB industrial 
(*) Produtos químicos: inclusive farmoquímicos e farmacêuticos. 
% sobre o PIB Industrial. 
(*) 
988 = Total de 
fábricas de produtos 
químicos de uso 
industrial 
cadastradas no Guia 
da Indústria Química 
Brasileira 
AL = 6 
 7 
 71 
 12 
ES = 6 
 7 
 56 
 4 
 4 
PB = 4 
PE = 14 
 3 
 54 RJ = 72 
RN = 1 
 72 
= 30 
SE = 4 
561 
Fonte: Abiquim 
 
 
 
 
Produtos químicos de uso industrial 
Distribuição das plantas 
$$$$$$$$$$$$$ 
Processo 
químico 
MATÉRIAS-
PRIMAS 
MÃO-DE-
OBRA 
RECURSOS 
PRODUTO 
RESÍDUOS 
Conceitos de Processos Químicos Industriais 
Recursos 
Processo vs Operação 
Processo por Bateladas 
 
• Os processos são usados quando a produção é pequena ou em 
reações de segurança; 
• Exigem que se operem pequenas quantidades de cada vez, 
como é o caso de explosivos, esse processos propicia uma ótima 
cinética e é frequentemente mais fácil de ser controlado; 
• Cada batelada é um sistema fechado e a massa de cada 
batelada é fixa; 
• Otempo de reação para todos os elementos do fluido é o 
mesmo; 
• A composição da batelada muda com o respectivo tempo; 
• A batelada é uniforme a partir de um determinado tempo 
devido a eficiente agitação; 
• Ex: polimerização, fabricação de produtos farmacêuticos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Processo em Batelada 
 
 
 
 
 
 
 As seguintes empresas possuem processos em bateladas: 
• Brahma; 
• Kaiser; 
• Skincariol; 
• Nestlé; 
• Avon; 
• Natura; 
• Garoto; 
• etc. 
Video mostrando processo por batelada 
 
https://www.youtube.com/watch?v=0eytQPp1CPk 
 
https://www.youtube.com/watch?v=ftnLJ6VDwS8 
 
https://www.youtube.com/watch?v=IlH-tSxlTRE 
Alguns Processos por Batelada 
Processo Contínuo 
 
 
 
 
 
 
 As indústrias petroquímicas, cimenteiras, siderurgicas, papel 
e celulose são exemplos de processos contínuos. 
 
 As paradas totais dos processos contínuos se realizam em 
intervalos de um ano ou mais. 
 Um processo contínuo pode levar até vários dias para 
entrar em regime estável e permanente de produção. 
Processo Contínuo 
 
 
 
 
 
 
 As seguintes empresas possuem processos contínuos: 
• CVRD; 
• USIMINAS; 
• Suzano; 
• Votorantim; 
• Ultrafertil; 
• Citrosuco; 
• Petrobras; 
• CSN; 
• etc. 
Video mostrando processo contínuo 
https://www.youtube.com/watch?v=sSjn7doP550 
https://www.youtube.com/watch?v=KCs1F_44dy4 
Alguns Processos Contínuos 
• São processos onde as partidas (bateladas) do mesmo 
produto são feitas uma após a outra. 
 ou 
• Onde uma parte do processamento é feito em 
batelada e a outra parte é feita de forma contínua. 
Definição: Se todas as propriedades de um sistema, tais como 
temperatura, pressão, a concentração, volume, massa, etc, não 
variam com o tempo, o processo será dito, no estado 
estacionário. Assim, se monitorarmos qualquer variável de um 
sistema em estado estacionário, o seu valor será imutável com o 
tempo. 
 
 
Estado Estacionário 
 
Definição: São aqueles processos onde ocorrem alterações dos 
valores das variáveis de processo com o tempo, tais como 
temperatura, pressão, a concentração, volume, massa, etc, . 
Estado Não Estacionário ou 
Transiente 
De acordo com estas definições de estado estacionário e não 
estacionário temos: 
 
- Processos em batelada e semi batelada operaram em 
estado não estacionário. Em processos de semi batelada, a 
massa do sistema aumenta ou diminui com o tempo. Em 
processos descontínuos, embora a massa total no interior do 
sistema seja constante, as alterações que ocorrem dentro do 
sistema fazem com que as propriedades do sistema variem 
com o tempo. 
- Processos contínuos podem operaram em tanto em estado 
estacionário quanto não estacionário. Se num dado 
ponto do sistema, as variáveis alterarem-se com o tempo, o 
regime será transiente. Em muitos sistemas práticos, o estado 
estacionário só é atingido após um período inicial não 
estacionário. 
 
. 
 
 
Fluxogramas 
Os fluxogramas são parte fundamental em um projeto, estes 
apresentam a sequência coordenada das conversões químicas unitárias 
e das operações unitárias, expondo assim, os aspectos básicos do 
processo. 
É o mais efetivo meio de comunicar informações sobre um processo 
industrial. 
Indicam pontos de entrada das matérias-primas e da energia 
necessária e também os pontos de remoção do produto e dos 
subprodutos. 
 
 
 
 
O que estudaremos nesta disciplina ..... 
Voltaremos nestas 
definições em detalhes no futuro..... 
 
em Balanço de Materiais 
Treinando sua lógica...... 
Racha Cuca 
Fonte: https://rachacuca.com.br/logica/problemas/politicos-corruptos/ 
Exercícios de Fixação 
Obs: Estes exercícios devem compor a Lista de Exercícios a ser entregue. 
Exercício 1.1 
a - Defina Processo Contínuo, em Batelada e Semi-contínuo? 
 
b - Defina processo em Estado Estacionário e Não Estacionário? 
Até a próxima aula......