provas Processos Químicos e Industriais apol 1,2,3

AP OL 1 N OTA 8 0 Questão 1/5 - Processos Quím icos e I ndustriais A e qu a ç ã o g era l d e b a l a nço, fu nd a m e n t a d a n a l e i d e c o n se r v a ç ão da m a s sa , e x p r e s s a m ate m a t ic am ent e o q u e a c o nt ece c o m a qu a n t id ad e d e m a t é r ia q ue a t r a v e s s a u m a u nid a d e d e p r o c e ssame n t o in du s t rial . Es t a e qu a ç ã o é : N ot a : 20 . 0 A E NT R A D A \u2013 S A Í D A + G E R A Ç Ã O = C O N SU MO B E NT R A D A \u2013 S A Í D A - G ER A Ç Ã O =C O NS U MO C E NT R A D A \u2013 S A Í D A - G ER A Ç Ã O \u2013 CO N SU MO = A CÚ MU L O D E NT R A D A \u2013 S A Í D A + G E R A Ç Ã O \u2013 C O N SU MO = A C Ú MU L O V oc ê a c e r to u! S e g un d o Au l a 1, Tem a 2 , pág i n a 6 d a a p o s ti l a d i s p o n ib i liz ada n a Ro ta 1 , a equ aç ã o fu n d a m e n tal d o b a l anço d e m a ssa é: ENTRAD A \u2013 SA ÍD A + G ERAÇÃ O \u2013 C ON S U M O = ACÚ M U L O Questão 2/5 - Processos Quím icos e I ndustriais T o da a fun d a m e nta ç ã o d o b a l a nço d e ma s s a, se g u e o p r in c í p io c o nh e c ido c o m o L e i de Lavo is i e r . S eg u n do est a L e i: N ot a : 20 . 0 A Em q u a l q u er p roce sso fí s i co o u q uím i co, é po ss í v e l c r i ar ma té r i a, pe la tra n s f o r m açã o de en e r gi a. B Em q u a l q u er p roce sso fí s i co o u q uím i co, é po ss í v e l des t r ui r m a tér i a, pe l a tr a ns f or maç ão de en e r gi a. C Em q u a l q u er p roce sso fí s i co o u q uím i co, n ão é poss íve l cr iar o u de st r uir ma té r i a, ape nas t ra n s f o r m á - l a. V oc ê a c e r to u! S e g un d o Au l a 1 , Te m a 2 , pág i n a 6 d a a p o s ti l a d i s p o n ib il iz ada n a Ro ta 1 : A Lei de L a v oi s i e r é : Em q ua l q uer p ro c es so fí si c o ou q u í mi c o , não é p o s sí v e l cri a r ou d e stru i r m a téri a , a p e n as tr a n sform á -l a . D Em a lguns proc essos fí s icos o u q uím i c os, n ão é poss í ve l cr i a r o u des t r ui r m a t ér ia , apen a s t ra ns f or m á - l a. Questão 3/5 - Processos Quím icos e I ndustriais N a t a b e l a d e v ap o r s a t u r a do a b a i x o, qu a i s a s c o nd iç õ es de t e m p era t u r a e p r e s sã o q u e l e va rão ao va p or sat ura do t e r um v o l u m e e s pe c íf ic o i g u al a 1 27 ,2 c m 3 /g , u m a e n erg i a in t e r n a d e 2 5 93 ,2 k J /kg e u ma e n t a l p ia d e 2 79 0 ,9 k J / k g ? N ot a : 20 . 0 A T = 481,15K e P = 1832,6 kPa B T = 533,15K e P = 4694,3 kPa C T = 473,15K e P = 1554,9 kPa V oc ê a c e r to u! Co n form e A u l a 0 2 , T e m a 0 3: D T = 493,15K e P = 2319,8 kPa Questão 4/5 - Processos Quím icos e I ndustriais De t e r m ina r a s c o r ren t e s de s aíd a d o b e nzen o e d o t o l u e n o, na c orr e n t e d e t o p o e n a corr e nt e d e fun d o, sa b e n do que a c o r ren t e de en t rada s e d i v i d e igu a lm e nte n as s aíd a s p e l o top o e p e l o fun d o e qu e o s iste m a é e sta c ion á r io. N ot a : 0 .0 A Corr ente de T O PO : \u02d9 m m\u02d9 B = 450k g / h ; \u02d9 m m\u02d9 T = 50 k g / h Corr ente de F UND O : \u02d9 m m\u02d9 B = 25k g/ h ; \u02d9 m m\u02d9 T = 475 k g / h Con fo rm e Aul a 01 , Tem a 4 B Corr ente de T O PO : \u02d9 m m\u02d9 B = 50k g / h ; \u02d9 m m\u02d9 T = 450 k g / h Corr ente de F UND O : \u02d9 m m\u02d9 B = 475k g/ h ; \u02d9 m m\u02d9 T = 25 k g / h C Corr ente de T O PO : \u02d9 m m\u02d9 B = 25k g / h ; \u02d9 m m\u02d9 T = 50 k g / h Corr ente de F UND O : \u02d9 m m\u02d9 B = 450k g/ h ; \u02d9 m m\u02d9 T = 475 k g / h D Corr ente de T O PO : \u02d9 m m\u02d9 B = 450k g / h ; \u02d9 m m\u02d9 T = 475k g / h Corr ente de F UND O : \u02d9 m m\u02d9 B = 25k g/ h ; \u02d9 m m\u02d9 T = 50 k g / h Questão 5/5 - Processos Quím icos e I ndustriais A ba i x o é ap resen tad a a r e pre sent ação d e u ma un ida d e de ge ração de e ne rgia t er m oel é t r ic a . Co m o é c l as s if ic ad a es t a r e pres e n tação ? N ot a : 20 . 0 A Fl ux o gr a m a de p roce sso. B R epr es e n t ação is o mé tr i ca. V oc ê a c e r to u! Co n form e A u l a 1, Tem a 1 , p á g i n a 3 d a a p o stil a d i s p oniv e l na Rot a 1: Trata -s e de u m a re p r e se n t a ç ão i som é tr i ca , p o i s é tri d i m en s i on a l . C D i a g r a m a de b locos . D R epr es e n t ação b id im e n s i o na l . AP OL 2 N ota 1 0 0 Questão 1/5 - Processos Quím icos e I ndustriais A l a v a g e m d e a m ôn ia d e u ma m is t u r a de a m ôn ia e a r p or m e io d e á g ua l íq uid a é u m e x e mp lo t ípic o da O pe ração U nitária Ab s o r ç ã o . N a s e q uê n c ia, o s o l u t o é r e c up e r a d o d o l íqu id o p or de s t i l a ç ão e a á g ua pode se r d es cart a d a o u r e u t il i z ad a . Po rt a n t o , a A bs o r ç ã o t e m c o m o o b j e t i v o : N ot a : 20 . 0 A A O per ação Unit á r i a A bsor ção, t e m co m o ob j et i vo separ ar um g á s s o lúve l de uma cor re n t e gas osa i nerte at r a v és do co n t ato c o m um a co rr e n t e lí q ui da n a q u a l o s o lut o é m a i s so l úv e l. V oc ê a c e r to u! Res p o s ta: Con fo rm e Aul a 03 , m a teri a l de l e i t ura , pg .1 4. A Op e r a ç ão Un i tá ri a Ab s o rç ão, t e m c o m o o b j e t i vo s ep a ra r u m g á s s o l ú vel de u m a corren te gasosa i n e rte atra v é s do c o n ta to c o m u m a c o rrent e l í quid a na q u a l o so l u to é m ai s so l úv e l . B A O per ação Unit á r i a A bsor ção, t e m co m o ob j et i vo separ ar um só li do so l úv e l de um a cor re n t e l íq uida in e r te a tr a v é s do co n t a t o co m uma c or r e n t e l íq uida n a q u a l o so lut o é m a i s so l úv e l. C A O per ação Unit á r i a A bsor ção, t e m co m o ob j et i vo separ ar um l íq uido so lúve l de um só li do i nert e a tr a v és do co n t ato c o m um a co r re n t e g as osa n a q u a l o s o lut o é ma i s so l úv e l. D A O per ação Unit á r i a A bsor ção, t e m co m o ob j et i vo separ ar um g á s so l ve n te de uma cor re n t e gas osa i nerte at r a v és do co n t ato c o m um só l ido po ros o n o q u a l o so lu t o é m a i s so l úve l . Questão 2/5 - Processos Quím icos e I ndustriais Um a c a l d e i ra t rab a l ha a p r e ssão de 1555 KP a . Qu a l a m a s sa de 1 2 m 3 de v ap o r s a t u r a do e a q u a l te m p era t u r a e le s e e ncont r a ? N ot a : 20 . 0 A 200° C e 943,4kg B 200K e 94,34kg C 200° C e 94,34kg V oc ê a c e r to u! D 200k e 943,4kg Questão 3/5 - Processos Quím icos e I ndustriais N o r m a l m e n t e , n a e v a po ração , o p r o d ut o d e in t ere s s e é a s o l u ç ã o c o n c en t rad a , e o v a p or de s pre n did o d ura n t e o p r o c e ss o é c o nd e n s a do e d es cart a d o o u r e a pro v eitad o . N a g r a n de m aio r ia d as e v ap o r a ç õ es , o s olv e n t e é a ág u a e o va p o r g e r a d o é va p o r sa tura do de água . P ort a n t o , a O p e r a ç ã o U n i t á r ia E va p ora ç ã o t e m c o m o o b j e t i v o : N ot a : 20 . 0 A D i l uir uma so l ução f or m ada por um s o lut o n ão v o látil e um so l v e nte v o l á t il . B Ev apor a r um a so luç ão f o r m ada po r um so l uto não v o l á t il e um so l ve n te v o látil . C Con ce n t r ar uma so l u ç ão f or ma da por um s o lut o n ão v o l át i l e um so lv e nte v o l á t i l. V oc ê a c e r to u! Res p o s ta: Con fo rm e Aul a 03 , Tem a 01, te m o s q u e : O o bj e t i v o d a e v a p o ra çã o é c o n c e n trar u m a s o l u ç ã o form a d a po r u m so l u to n ão v o l á t il e u m s o l v e n te v o l á t il . D Con des ar uma s o luç ão f o r m ada po r um so lut o n ão v o látil e um so l ve n te v o l át il . Questão 4/5 - Processos Quím icos e I ndustriais Um e x e mp l o c l á ss ic o d e e x t r a ç ã o s ó l id a, o u l i x i v ia ç ão , é a e xt r a ç ão de ó l e o s d e s e m ent e s c o m o s o j a e m i l ho c o m s o lv e n t e 1 3 h e x a no . O ó l e o é d en o m in a do sol u t o e o e xt r a t o é u m a m is t ura ó l e o -he x a n o (so l uto-sol v e n t e), p ost e r iorm ent e s e pa rad o p or d e st i l a ç ã o. O u t ro e x e m p l o é a e x t ração de c a f é ou c há com á gu a q u e nte p a r a p r o d ução de bebid a s o l ú v el . A e x t r a ç ã o s ól id a, p o r t a n t o , t e m c om o o b j e t i vo : N ot a : 20 . 0 A O obj et i v o é a d ic i o n a r um co mpo n e n t e da f ase s ó li d a f a z e n do pe rco l a r at r a v és de le um lí q ui do, de n o mi nado so lve n te, n o q u a l e s t e co m po n e nte é ins o lúv e l . B O obj et i v o é r e m o v er um c o m po ne n te da fas e só li da f a z e n do per co l ar a t ra v é s de l e um l íq ui do, de n o m ina do so l uto, n o q u a l e st e co m po n e n t e é me n os so l úve l . C O obj et i v o é r e m o v er um c o m po ne n te da fas e só li da f a z e n do per co l ar a t ra v é s de l e um l íq ui do, de n o m ina do so l v e nte, n o q u a l est e c o mpo n e n t e é m a is so l úve l . V oc ê a c e r to u! Res p o s ta: Con fo rm e Aul a 03 , m a teri a l de l e i tu ra , p á g s . 1 2 e 1 3 . O o b j e t i vo é re m o v e r um com po n e n te d a fa se s ó li d a fa z en do percol a r atra v é s del e um lí q u i do , d e n omin ado s ol ven te , n o q u a l e ste com po n ent e é m ai s so l úv e l . D O obj et i v o é a d ic i o n a r um co mpo n e n t e da f ase s ó li d a f a z e n do pe rco l a r at r a v és de le um lí q ui do, de n o m ina do so l uto, n o q u a l est e co m po n e nt e é m a is so l úve l . Questão 5/5 - Processos Quím icos e I ndustriais O pro c es s o d e e v apora ç ão ge ra u m a c o r ren t e de t op o d e s olv ent e e v ap o r a d o . Em u m e v a p ora do r d e s i m p l e s e f e it o , o v a p or d e t o p o é c o n de n sado pa ra s er r e t i rad o do sis t em a , m a s e l e t e m u m a c on d iç ão de t e m p e r a t u r a e en e r g ia q u e e stá s e ndo d espe rdiç a da . E nt ão , po r q ue não a pro v eitá-l o, c on e c t a n d o- s e ma is u m e v a po ra do r e m s e q uê n c ia, de m od o q ue est e e v a po rad o s eja u s ado c o m o v a po r d e a qu e c ime nto d o p r ó x i m o e f e it o? Est a é , de l o n g e, a me l h o r m a n e i ra d e s e o t i m iz ar a o pe ração de u m e v ap o r a d o r . A ss im , t e r e m o s u ma e v apora ç ão de m ú l t i p l o efe i t o . Com rel ação ao es c o a m e n t o e m u m a e v ap o r a ç ã o d e m ú l t ip l o efe i to, t e m os d ois t ip os de e scoa me n t o : o e s c o ame n t o p ara l e l o ou a l imen tação p ara fr e nt e, e o e s c oa me n to e m c o n t r a c o r ren t e ou pa ra t r á s . So b r e o es c o a m e n t o e m c o n t r a c o r r e nt e, t e m os que: N ot a : 20 . 0 A A a l im e ntaç ão e n t ra n o úl t im o e f e i to e s e gu e e m co ntr aco rr e nte ao fl uxo de v apor de aqu ec im e nt o. C o m o e la e n t r a n o e f e i to de me n or pr e ssão e se gue para e fe it os s e m pre de pr ess ões m a is e l e v ada s, h á n ec es s i dade de bo m bea m e n to, a ume n ta n do o c ust o oper ac i o n a l. V oc ê a c e r to u! Res p o s ta: Con fo rm e Aul a 03 , m a teri a l de l e i tu ra , p á g in a 08: A al i m e n taç ã o e n tra n o ú l t i m o e fe i t o e se g u e em con tra c o rre n te a o fl ux o d e v a p o r d e a q u e ci m e n to . Co m o el a e n tra n o e fei to d e m eno r press ão e s e g u e p a ra e f e i to s se m p re d e pr es sõ e s m ai s e l evad a s, há nec e s s i d a d e d e bo m b ea m e n to , a u m ent a n d o o custo o pera ci on a l. B A a l im e ntaç ão e n t ra n o úl t im o e f e i to e s e gu e par a le l a me n te ao fl ux o de vapor de aqu ec im e nt o. C o m o e la e n t r a n o e f e i to de me n or pr e ssão e se gue para e fe it os s e m pre de pr ess ões m a i s e l e v ada s, n ão h á n ec es s i dade de bo mbea m e n t o, d i m inui ndo o c u s t o oper ac i o n a l. C A a l im e ntaç ão e n t ra n o úl t im o e f e i to e s e gu e par a le l a me n te ao fl ux o de vapor de aqu ec im e nt o. C o m o e la e n t r a n o e f e i to de me n or pr e ssão e se gue para e fe it os s e m pre de pr ess ões m a i s e l e v ada s, h á n ec es s i dade de bo mbea m e n t o, a um e n ta n do o c u st o oper ac i o n a l. D A a l im e ntaç ão e n t ra n o úl t im o e f e i to e s e gu e e m co ntr aco rr e nte ao fl uxo de v apor de aqu ec im e nt o. C o m o e la e n t r a n o e f e i to de me n or pr e ssão e se gue para e fe it os s e m pre de pr essõe s ma i s e l e v ada s, n ão h á n ec es s i dade de bo mbea me n to, d im i nu indo o c u s t o oper ac i o n a l. AP OL 3 nota 1 0 0 Questão 1/5 - Processos Quím icos e I ndustriais Exi s te m do i s m ét odos gera i s par a a s s epar açõ es m ec â ni ca s : \uf0b7 U so de um a p e n e i r a o u m e m bra n a, ta i s co mo uma te la o u f il t ro, q u e r e t é m um co m po n e n t e e pe r mi t e q u e o o utr o pas se. \uf0b7 U so das d if er e nças n a ta x a de sed im e nt ação de pa r t í c ula s co nf or m e e l as se m o ve m a tr a v és de um lí q ui do o u um g ás . Com r e l aç ão a sed im e n t aç ão, es ta é de fi ni da co m o : A É o m é tod o d e s ep a r a ç ã o d e p a r t í c u l a s d e a c o r d o c o m o t a ma nh o . O s s ó l ido s s ão j o g ados c on t ra u m a te l a . As pa rt í cul as m en o res pa s s a m at r a v és da a be rt u r a d a t e l a e a s m a i o r e s fic am r e t ida s . B É a rem oção de pa rt í cul a s s ó l ida s de u m fl uid o ( l íqu ido o u g á s), p el a p as s a g e m d o fl u i d o a t ra vé s de u m me io fi l t r a n t e, no qu a l o s s ó l idos s ão de p os itad o s . C É u m a c l asse de pro c es s o s d e s e p ara ç ão m ecân ic a b as e a d a n a s e d i me n t a ç ã o de pa rt í c u l a s s ó l idas o u g o t íc ul as d e l íqu ido s a t r a v é s d e u m f l u ido , im p e l id a pe l a f o r ç a d a g r a v id a de ou c en t r í fu ga. ( a u l a 4 t em a 5) D É u m p r o c e ss o de s ep a r a ç ã o me c â n i c a p o r difere nças de po n t o s d e c o n de n sa ção . Questão 2/5 - Processos Quím icos e I ndustriais T e n do- se um a a lime n t açã o d e um e v apo rador de 800,0 k g/ h de um a so l u çã o co m 10,0% de s ó l i dos so l úv e is , q u a nto s e pr od uz de p rod u to co n c e n tr ado co m 50,0% de só li dos so lúv e i s ? Q u a nto de á gu a s e rá e v apor ad a? A P = 32 0 k g / h V = 4 80 kg /h B P = 400 kg /h V = 4 0 0 kg /h C P = 16 0 k g / h V = 6 40 kg /h D P = 64 0 k g / h V = 1 60 kg /h Questão 3/5 - Processos Quím icos e I ndustriais D et e r mi nar a v a z ão má ss ica de v apo r n ece ssá r i a e m um e vapor ador pa ra prod u ção d e ext ra to d e to ma te, s ab e n do q u e n e l e é a l im e n t ada um a so luç ão co m 15% de s ó li do s a 50° C co m v a z ão más s ica de 2k g / s. É s ab i do t a m bé m q u e o v apor de aq u e c im e n t o do ev apo r ador e ntr a co m o v apor sa t u r ado e sa i co mo lí q ui do sa t u rado. É co n d iç ão do pr ocess o q u e s a ia do e v apo rador , co m o corr e nte de topo, v apor c o m 100% de fr açã o l íq ui da e co m o pr od uto de fun do e xtr a t o de to ma t e co m 60% d e só li dos . T a m bé m é con d i ção de pr oce ss o q u e a c o r r e n t e de a l im e ntaç ão se d ivi da 60 % n o prod u t o de t opo e

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