Capítulo 3 Diagramas de Processos Químicos

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3.7 Representação do Processo de Produção de Dimetil Éter (DME)
• Devido ao aumento no poder da computação e a disponibilidade de softwares avançado de projetos,
representações dos processos são agora feitas em computador.
• A fim de "construir" uma representação eletrônica da planta em 3-D, todas as informações nos diagramas
mencionados anteriormente devem ser usadas nesta construção.
• A construção de uma representação completa de processos está fora do escopo deste curso. No entanto, para
dar uma ideia ao leitor do que pode ser feito usando um software dessa natureza, uma breve revisão dos
princípios do projeto de layout da planta será aqui apresentada. Uma explicação mais detalhada que envolve
uma visita virtual a uma fábrica de dimetil éter (DME) (Apêndice B.1) é dada no CD que acompanha nosso livro
texto.
• Para uma análise completa e detalhada do layout da planta, todos os tamanhos de equipamentos, tamanhos de
tubulações, PFDs, P&IDs e todas as demais informações devem ser conhecidas.
• No entanto, para esta descrição, um layout preliminar da planta de produção do DME com base nas informações
fornecidas no PFD, nos quadros de correntes e nas tabelas de resumo de equipamentos a seguir são
considerados.
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3.7 Representação do Processo de Produção de Dimetil Éter (DME)
• Conceitual do processo de produção do DME:
O diagrama conceitual começa com uma alimentação de metanol puro em condições padrão de 25 °C e 1 bar. Em
seguida a corrente 2 é conduzida a uma bomba e a pressão vai a 14,7 bar. Ela passa através de um trocador de
calor para aumentar a sua temperatura para 250°C, uma vez que estas são as condições recomendadas de entrada
no reator. No reator ocorre a desidratação de metanol na presença de Al2O3 como catalisador. Com éter dimetílico,
sai do reator água (corrente 5) em conjunto com o metanol que não reagiu. Essa corrente passa por um
refrigerador e vai para a primeira torre de destilação, onde o éter dimetilico é retirado no topo (corrente 7).
Em seguida, água e metanol srão ser separados
em uma segunda coluna de destilação. Água sai
no fundo da coluna e metanol do topo. Essa
corrente de topo é reciclada na entrada do
processo.
2CH3OH CH3-O-CH3 + H2O 
Al2O3
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3.7 Representação do Processo de Produção de Dimetil Éter (DME)
• PFD do processo de produção do DME:
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Corrente 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Temperatura (°C) 25 25 45 154 250 364 278 100 89 46
Pressão (bar) 1,0 15,5 15,2 15,1 14,7 13,9 13,8 13,4 10,4 11,4
Fração de vapor 0 0 0 1 1 1 1 0,0798 0,148 0
Vazão mássica(t/h) 8,37 8,37 10,49 10,49 10,49 10,49 10,49 10,49 10,49 5,97
Vazão molar (kmol/h) 262,2 262,2 328,3 328,3 328,3 328,3 328,3 328,3 328,3 129,7
Vazão por componente (kmol/h)
Dimetil-Éter 0 0 1,5 1,5 1,5 130,5 130,5 130,5 130,5 129,1
Metanol 259,7 259,7 323,0 323,0 323,0 64,9 64,9 64,9 64,9 0,6
Água 2,5 2,5 3,8 3,8 3,8 132,9 132,9 132,9 132,9 0
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• Sumário das Correntes do processo de produção do DME:
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Corrente 11 12 13 14 15 16 17
Temperatura (°C) 153 139 121 167 50 46 121
Pressão (bar) 10,5 7,4 15,5 7,6 1,2 11,4 7,3
Fração de vapor 0 0,04 0 0 0 0 0
Vazão mássica (t/h) 4,52 4,52 2,13 2,39 2,39 2,17 3,62
Vazão molar (kmol/h) 198,6 198,6 66,3 132,3 132,3 47,1 113,0
Vazão por componente (kmol/h)
Dimetil-Éter 1,4 1,4 1,4 0 0 46,9 2,4
Metanol 64,3 64,3 63,6 0,7 0,7 0,2 108,4
Água 132,9 132,9 1,3 131,6 131,6 0 2,2
Continuação
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• Sumário das Correntes do processo de produção do DME:
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Com base nas informações fornecidas no PFD, nos quadros de correntes e nas tabelas de resumo de equipamentos,
são seguidas as seguintes etapas. Na primeira, o PFD é dividido em subsistemas lógicos. Há três subsecções lógicas.
Essas seções são mostradas como linhas pontilhadas na Figura a seguir. Elas são a seção de alimentação e reator, a
seção de purificação do DME e a seção de separação e reciclagem de metanol.
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Na segunda fase, um layout preliminar de cada subsistema é criado. O layout pode assumir uma de duas
configurações básicas: o arranjo horizontal em linha e o o arranjo montado em estrutura vertical. No arranjo
horizontal os equipamentos estão de alinhados em ambos os lados de um rack de tubos que percorre o meio da
unidade de processo. O rack de tubos tem a finalidade de suportar e conduzir as tubulações de utilidades, produto
e alimentação para e da unidade de processo. Os equipamentos situam-se em um ou outro lado do suporte de
tubulação que permite o acesso fácil. Além disso, a montagem vertical dos equipamentos é normalmente limitada a
um único nível. Este arranjo geralmente requer mais movimentação de terra do que o arranjo vertical montado em
estrutura. A disposição geral para esses tipos de layout é mostrada na Figura a seguir.
Capítulo 3: Diagramas de Processos Químicos
3.7 Representação do Processo de Produção de Dimetil Éter (DME)
Planta em um único nível (Térreo)
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Planta em três níveis
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3.7 Representação do Processo de Produção de Dimetil Éter (DME)
Arranjo montado em estrutura vertical. 
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3.8 Espaçamento Entre Equipamentos
O espaçamento mínimo entre os equipamentos deve ser definido no início do projeto. Estas distâncias são
estabelecidas para fins de segurança e devem ser definidas baseadas