EPQ1_P2_2014_2

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1a Questão (2,5 pontos) A produção do etanol por fermentação é um processo biológico o qual o açúcar (glicose, 
frutose e sacarose) é convertido em energia celular e produz etanol e dióxido de carbono (subproduto). A Tabela 
1 mostra composição da matéria prima usada, proveniente do melaço. 
Tabela 1- Composição do açúcar dissolvido, proveniente do melaço 
Componente Fração molar (%) 
Água 83,28 
Sacarose C12H22O11 6,44 
 Glicose C6H12O6 4,95 
 Frutose C6H12O6 5,33 
O açúcar dissolvido (proveniente do melaço) é então diluído com água (10 kmol/h) e H2SO4. O H2SO4 é 
adicionado com açúcar para prevenir contaminação bacteriana. Levedura é alimentada ao fermentador e promove 
a invertase e a enzimase. Sabe-se que a catálise da reação de fermentação é a enzimase da levedura e a catálise da 
reação de conversão do etanol é a enzimase. 
C12H22O11 + H2O  2 C6H12O6 (invertase) eq.01 
C6H12O6  C2H5OH + 2 CO2 (enzimase) eq.02 
Somente a sacarose do açúcar dissolvido é degradada pela enzima invertase e este processo é definido como 
hidrólise. Glicose e frutose também são obtidas pela hidrólise da sacarose. A conversão da sacarose no 
fermentador é definida em 90%. Glicose e frutose são convertidas em etanol e dióxido de carbono, com uma taxa 
de conversão de 95%. Com base nas informações levantadas, e de acordo com as equações 01 e 02, calcule a 
composição da corrente de saída do fermentador. Não considerar H2SO4 na saída do fermentador. Base de 
cálculo: 100kmol/h de açúcar dissolvido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2a Questão - O monômero estireno (C8H8) é um dos intermediários químicos mais valiosos e mais utilizados em 
sínteses orgânicas, devido ao seu emprego como matéria-prima na produção de borrachas sintéticas, plásticos e 
resinas. A rota comercial mais empregada para a produção do estireno é a desidrogenação catalítica do 
etilbenzeno. O processo envolve a reação principal (Equação 01): 
C6H5-CH2CH3C6H5-CH=CH2 + H2 eq.01 
Mas podem ocorrer reações secundárias, principalmente a formação de coque. Desta forma, o processo é 
conduzido em presença de excesso de vapor. A conversão do etilbenzeno de 60%. Faz-se necessário o reciclo de 
etilbenzeno não reagido, conforme mostrado na Figura 01. Os dados do misturador M-1 e da bomba P-1 ( = 
75%), obtidos na simulação com software Hysys. 
Figura 01 – Fluxograma simplificado da etapa de conversão do etilbenzeno em estireno. 
 
Após identificar as correntes e os equipamentos envolvidos na questão e com base nas informações geradas: 
a) Calcule o trabalho da bomba P-1 e compare com o valor obtido na simulação (1,0 ponto). 
b) Calcule o calor trocado pelo equipamento T-01 (1,5 pontos) – não foi apresentado o valor na simulação. 
c) Utlizando o Método de Wengstein, encontre a vazão molar de reciclo do etilbenzeno e compare com o 
valor da corrente de reciclo apresentada no simulador (2,0 pontos). 
a = [G(x1) – G (x0)]/(x1 –x0) 
xR+1 = [G(XR)/(1-a)] – [(a/(1-a)].xR 
 
 
 
 
 
 
 
3a Questão (2,0 pontos) Considerando as simulações realizadas durante a utilização do software HYSYS, responda se 
você considera o ítem verdadeiro ou falso. Avalie a(s) questão(ões) falsa(s) e retifique o erro. 
I – O comando Adjust permite operações de iterações de tentativa e erro através de métodos numéricos, como, por 
exemplo, o método da secante, para calcular dados de uma corrente a partir dos dados de outra. Ele pode ser 
aplicado em situações em que uma variável é função de outra, e é útil em casos em que se deseja um determinado 
resultado ao final do processo, enquanto um dado do início do processo é desconhecido. (________________) 
II - A escolha do modelo termodinâmico é uma decisão secundária para uma boa simulação, podendo ser utilizado 
no cálculo das propriedades termodinâmicas dos fluidos envolvidos no processo, cálculo este feito a partir de 
propriedades intrínsecas dos fluidos como pressão, temperatura, volume molar e composição. (________________) 
III – Ao utilizar um reator de Gibbs para simulação do processo de produção de estireno a partir de etilbenzeno, 
deve-se considerar, além da reação principal, todas as reações secundárias apresentadas abaixo. 
(________________) 
reação principal 
 
mas podem ocorrer reações secundárias 
 
IV – Durante estudos de caso realizados no Hysys, após acessar o comando Databook, você escolhe as variáveis que 
serão consideradas como dependente e independente. Em seguida, seleciona-se o estudo de caso (exeplo: Case 
Study 1) e, então, você aciona o resultado, podendo este ser apresentado em gráfico ou 
planilha.(________________) 
 
V – Ao obtar por simulação de processos em reatores de equilíbrio (E), é necessário informar a estequiometria da 
reação. (________________) 
 
VI – Ao fazer estudo de caso em que se deseja avaliar a conversão da reação em função da temperatura de entrada 
em reatores de equilíbrio (E), é necessário adicionar o calor (Q) no reator (________________)