2019329_111454_Lista+Avaliativa+PIQ

Prévia do material em texto

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
Processos da Indústria Química 
Exercício avaliativo, individual 
Entrega: 16/04/2019 
01) Uma torre de absorção deverá ser dimensionada para absorver 95,0% da 
acetona presente em uma mistura gasosa, cuja composição (Xi%) é: ar= 80,0% e 
acetona= 20,0%. A acetona será absorvida por contato em contracorrente com água 
pura, gerando uma solução aquosa com a vazão mássica de 100 kg/h, contendo 
10,0% de acetona (% em massa). Calcule: 
a) A vazão molar da mistura gasosa a ser alimentada na torre; 
b) A composição do gás efluente da torre. 
 
 
02) De um forno queimando gás combustível resultou a seguinte análise de ORSAT 
dos gases de combustão: CO2= 7,53%, O2= 7,53%, CO= 0%. 
 
Calcule: 
a) a % de excesso de ar; 
b) a composição do gás de chaminé. 
 
03) Um óleo combustível é queimado em um forno gerando um gás de combustão 
com a seguinte análise de Orsat: CO2 = 13,2%, O2= 3,6%, CO= 0,4%. 
 
Calcule: 
a) % de excesso de ar; 
b) Razões mássicas: ar de combustão/óleo combustível e gás de chaminé/óleo 
combustível; 
c) Composição centesimal do óleo. 
 
04) Acetona é usada na fabricação de muitos produtos químicos e também como 
solvente. Nesse último caso, muitas restrições são colocadas na liberação do vapor 
de acetona para o meio ambiente. Pediram para você projetar um sistema de 
recuperação de acetona, tendo o fluxograma conforme figura. Todas as 
concentrações de gases e líquidos, são especificadas em percentagem em peso, para 
tornar os cálculos mais simples. Calcule A, F, W, B e D, kg/h, sabendo que G= 1400 
kg/h 
 
 
05) Face aos altos custos de combustíveis e a incerteza de suprimento de um 
combustível particular, muitas companhias operam dois fornos: um que queima gás 
natural e o outro que queima óleo combustível. Na SAMAQUÍMICA, cada forno tinha 
seu próprio suprimento de oxigênio; o forno a óleo combustível usava uma corrente 
de gás, cuja análise forneceu: 20% de O2, 76% de N2 e 4% de CO2. Os gases de 
exaustão de ambos os fornos saem por uma chaminé comum. 
 
Note que as duas saídas são mostradas na chaminé em comum para assinalar que a 
análise do gás de exaustão está em base seca, mas vapor de água também existe. 
A composição do óleo combustível é dada em frações molares para poupá-lo do 
incômodo de converter frações mássicas em frações molares. 
Durante uma grave dos motoristas de combustíveis, todo o transporte para a 
empresa foi interrompido, e os funcionários estavam preocupados com as reservas 
de óleo combustível no local porque o suprimento de gás natural foi usado na sua 
taxa máxima possível. A reserva de óleo combustível era de apenas 560 barris. 
Quantas horas a companhia poderia operar antes de parar, se óleo adicional não 
fosse conseguido? Quantos libramols por hora de gás natural estavam sendo 
consumidos? A carga mínima de aquecimento para a companhia transformada em 
saída de gás de exaustão foi 6205 lbmol/h de gás seco de exaustão. 
Dados: o peso molecular do óleo combustível era de 7,91 lb/lbmol e sua densidade 
7,578 lb/gal. 
 
 
06) Eteno pode ser produzido pela desidrogenação catalítica de etano, onde 
metano também é gerado como produto indesejável, conforme as reações: 
C2H6  C2H4 + H2O 
C2H6 + H2  CH4 
A carga é alimentada continuamente no reator na vazão de 100 kmol/h e com a 
seguinte composição (yi%): etano= 91,4% e inertes= 8,6%. O produto efluente do 
reator tem a vazão de 150 kmol/h e a seguinte composição (yi%): etano= 25,8%, 
eteno= 33,8%, hidrogênio= 32,2%, metano= 2,4% e inertes= 5,8%. 
Calcule: 
a) A % de conversão de etano; 
b) A % de rendimento do eteno; 
c) A seletividade do eteno em relação ao metano. 
 
7) Associe as etapas do processo utilizado nas ETA’s (Estações de tratamento de 
água) com o procedimento característico. 
a) Filtração; () adição de cloro para eliminar os germes nocivos à saúde. 
b) Floculação; () a água é filtrada para a retirada de partículas grandes de sujeira. 
c) Decantação; () a água fica parada para que os flocos mais pesados se depositem no 
fundo. 
d) Filtros de carbono; () sulfato de alumínio é adicionado para que as partículas de sujeira se 
juntem, formando pequenos coágulos. 
e) Desinfecção. () A água passa pelos filtros formados por camadas de areia, carbono e 
turfa. 
8) A água potável proveniente de estações de tratamento resulta de um conjunto de 
procedimentos físicos e químicos que são aplicados na água para que esta fique em 
condições adequadas para o consumo. Esta separação é necessária uma vez que a 
água de rios ou lagoas apresenta muitos resíduos sólidos, por isso tem que passar 
por uma série de etapas para que esses resíduos sejam removidos. Neste processo 
de tratamento a água fica livre também de qualquer tipo de contaminação, evitando 
a transmissão de doenças. 
Em uma ETA (estação de tratamento de água) típica, a água passa pelas seguintes 
etapas: coagulação, floculação, decantação, filtração, desinfecção, fluoretação e 
correção de pH. 
Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 
 
a) Fluoretação: é quando se adiciona flúor na água, cuja finalidade é prevenir a 
formação de cárie dentária em crianças. 
b) Floculação: ocorre em tanques de concreto, logo após a coagulação. Com a 
água em movimento, as partículas sólidas se aglutinam em flocos maiores. 
c) Decantação: nesta etapa, que é posterior à coagulação e à floculação, por 
ação da gravidade, os flocos com as impurezas e partículas ficam depositados no 
fundo de outros tanques, separando-se da água. A etapa da decantação pode ser 
considerada um fenômeno físico. 
d) Filtração: é a etapa em que a água passa por filtros formados por carvão, 
areia e pedras de diversos tamanhos. Nesta etapa, as impurezas de tamanho 
pequeno ficam retidas no filtro. A etapa da filtração pode ser considerada como um 
fenômeno químico. 
e) Coagulação: é a etapa em que a água, na sua forma bruta, entra na ETA. Ela 
recebe, nos tanques, uma determinada quantidade de cloreto de sódio. Esta 
substância serve para aglomerar partículas sólidas que se encontram na água como, 
por exemplo, a argila. 
f) Desinfecção: é a etapa em que cloro ou ozônio é aplicado na água para 
eliminar microrganismos causadores de doenças. 
g) Correção de pH: esse procedimento serve para corrigir o pH da água e 
preservar a rede de encanamentos de distribuição. Se a água está básica, é aplicada 
certa quantidade de cal hidratada ou de carbonato de sódio. 
 
9) Considere o esquema abaixo que mostra as etapas de tratamento da água na 
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP: 
 
Na etapa 2, a adição de cal, nome vulgar do óxido de cálcio, tem o objetivo de corrigir 
o pH para aumentar a eficiência no processo de floculação das partículas em 
suspensão. 
Sobre o fenômeno que ocorre nessa etapa, é correto afirmar que a cal reage com: 
a) O cloreto de sódio presente na água para diminuir o pH do meio. 
b) Os íons H+ para aumentar o pH do meio. 
c) Os íons OH− para diminuir o pH do meio. 
d) O hidróxido de sódio presente na água para aumentar o pH do meio. 
e) A água da represa para diminuir o pH do meio. 
 
 
10) A obtenção de água doce de boa qualidade está se tornando cada vez mais difícil 
devido ao adensamento populacional, às mudanças climáticas, à expansão da 
atividade industrial e à poluição. A água, uma vez captada, precisa ser purificada, o 
que é feito nas estações de tratamento. Um esquema do processo de purificação é: 
 
 
Em que as etapas B, D e F são: 
B – Adição de sulfato de alumínio e óxido de cálcio; 
D – Filtração em areia; 
F – Fluoretação. 
 
Assim sendo, as etapas A, C e E devem ser, respectivamente: 
a) Filtração grosseira, decantação e cloração. 
b) Decantação, cloração e filtração grosseira. 
c) Cloração, neutralização e filtração grosseira. 
d) Filtração grosseira, neutralização e decantação. 
e) Neutralização, cloração e decantação.https://www.infoescola.com/files/2010/05/exec61.jpg
11) Belém é cercada por 39 ilhas, e suas populações convivem com ameaças de 
doenças. O motivo, apontado por especialistas, é a poluição da água do rio, principal 
fonte de sobrevivência dos ribeirinhos. A diarreia é frequente nas crianças e ocorre 
como consequência da falta de saneamento básico, já que a população não tem acesso 
à água de boa qualidade. Como não há água potável, a alternativa é consumir a do rio. 
“O Liberal. 8 jul. 2008. Disponível em: http://www.oliberal.com.br.” 
 
O procedimento adequado para tratar a água dos rios, a fim de atenuar os problemas 
de saúde causados por microrganismos a essas populações ribeirinhas é a: 
a) Filtração. b)Cloração c) Coagulação. d)Fluoretação. e)Decantação. 
 
12) O grande volume de esgotos clandestinos lançados nos mananciais da Grande São 
Paulo é uma das causas das proliferações de algas microscópicas nocivas. Essas algas 
comprometem a qualidade da água. 
Concentrações de CO2 acima do limite de 2,5.10-3 mol/L aceleram o crescimento de 
alguns tipos de algas. Numa represa com 5.000 litros de água, calcule à massa limite 
(em kg) de CO2 conforme citada no texto. 
 
13) No Brasil normalmente a matéria prima para produzir o açúcar é a cana-de açúcar, 
mas em países frios utiliza-se a beterraba. Assinale a alternativa verdadeira a respeito 
do açúcar obtido a partir da beterraba: 
a) Por ser vermelha e pequena a produção de açúcar é baixa e apresenta aspecto de cor 
avermelhada. 
b) A beterraba empregada é diferente por ser grande e não ser vermelha e o açúcar 
produzido não apresenta diferença quanto ao produzido a partir da cana. 
c) O Brasil é um dos maiores produtores de açúcar a partir da beterraba. 
d) O Brasil mistura 10% de açúcar proveniente da beterraba no açúcar a partir da cana. 
 
 
14) Não é uma informação verdadeira sobre o açúcar: 
e) O açúcar refinado é um produto extremamente puro, 99,96% de sacarose, e 90% do 
que é produzido é destinado ao uso alimentar. 
f) Entre os usos não alimentares do açúcar, pode ser destacado o emprego como matéria 
prima para fabricação de glicerol e manitol, entre outros. 
g) O açúcar não pode ser refinado além de 90% pois gera muito custo agregado tornando 
inviável a sua produção. 
h) Os métodos de extração e de purificação do açúcar da cana foram muito lentamente 
desenvolvidos. 
 
 
 
 
 
15) Para aumentar o rendimento industrial, é adicionada água no bagaço, por meio de 
pulverizadores dispostos entre os diversos jogos de moenda. Este procedimento de 
embebição ou diluição pode ser aplicado apenas em um dos pontos das esteiras entre os 
ternos das moendas (embebição simples) ou pode ser aplicado em dois ou três pontos 
(embebição composta), conforme mostrado na figura abaixo. Na embebição composta é 
adicionado água ou caldo diluído às moendas. 
 
 
A quantidade de água de embebição está relacionada com: 
a) Capacidade de evaporação, deve-se tomar cuidado para não reduzir demais o Brix e o teor 
de fibra da cana (maior teor de fibra maior quantidade de água). 
b) Não existe preocupação nenhuma, adiciona-se água à vontade, pois não há preocupação 
com o consumo da mesma. 
c) A figura apresenta 4 pontos de adição de água nos três ternos para otimizar a extração do 
caldo de cana. 
d) Nenhuma das alternativas anteriores explica o uso de água de embebição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16) A caleação consiste na adição ao caldo, de leite de cal em forma contínua ou intermitente 
até pH 7,2 a 8,2. Pelo tratamento do caldo com leite de cal, resulta a formação de substâncias 
insolúveis e floculação. 
 
 
Assinale a alternativa correta com relação as etapas após a caleação: 
a) A mistura é então resfriada para a retirada dos insolúveis formados após a adição de cal 
indo posteriormente para os decantadores. 
b) A mistura é aquecida com vapor d'água a alta pressão e as impurezas contidas no caldo 
formam uma borra que é separada do caldo, através de decantadores. 
c) Avaliando a figura, percebe-se que a filtrada após a caleação é toda descartada como 
adubo, visando a menor degradação do meio ambiente. 
d) A etapa de caleação não precisa ter um controle muito rígido de qualidade e o pH pode 
variar sem qualquer restrição. 
 
17) O açúcar correntemente produzido nas usinas é do tipo cristal e, ainda que de alta 
pureza, quando destinado ao consumo direto não satisfaz ao paladar, pois possui certo gosto e 
cheiro de melaço e turva os líquidos aos quais é adicionado. 
Qual a importância da etapa de refinação do açúcar? 
a) A dissolução, a clarificação, a filtração em leito de areia, a filtração em leito de carvão 
animal e a filtração em leito de resina não são etapas importante no processo de 
refinação do açúcar. 
b) A refinação visa eliminar esses inconvenientes e dispor o açúcar na sua função de 
adoçante, 
sendo efetuada por um processo comum a todos os tipos de açúcares encontrados no 
mercado, recebendo a denominação de Via Líquida. 
c) A refinação tem apenas a finalidade estética, portanto, sem importância comercial e não 
apresenta nenhuma operação unitária. 
d) A refinação apesar ser importante não é utilizada com tanta frequência por não gerar 
valor agregado ao açúcar. 
 
 
18) O açúcar é produzido por todos vegetais clorofilados, por meio de um processo 
conhecido como fotossíntese. 
2
Glicose
 6126
luz
22 O 6 +OHC OH + 6CO 
 
A composição básica do açúcar comercial comum é a sacarose (C12H24O12), que é um: 
a) Dissacarídeo formado por uma molécula de glicose e outra de frutose. 
b) Polissacarídeo formado por várias moléculas de glicose e de frutose 
c) Monosarídeo formado somente por uma molécula de glicose. 
d) É um composto inorgânico formado por uma molécula de glicose e outra de 
frutose. 
 
19) Qual a importância da sulfitação na produção de açúcar ? 
 
20) O que significa: 
a) Grau Baumé; 
b) Grau INPM; 
c) Grau Gay-Lussac; 
d) Pol; 
e) Reação de Maillard; 
f) Brix 
 
21) Para cada litro de etanol produzido em uma indústria de cana-de-açúcar são gerados 
cerca de 18 L de vinhaça que é utilizada na irrigação das plantações de cana-de-açúcar, 
já que contém teores médios de nutrientes N, P e K iguais a 357 mg/L, 60 mg/L e 2 034 
mg/L, respectivamente. 
 
SILVA, M. A. S.; GRIEBELER, N. P.; BORGES, L. C. Uso de vinhaça e impactos nas 
propriedades do solo e lençol freático. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e 
Ambiental, n. 1, 2007 (adaptado). 
 
Na produção de 27 000 L de etanol, a quantidade total de fósforo, em kg, disponível na 
vinhaça será mais próxima de: 
a) 1 b) 29 c) 60 d) 170 e) 1000. 
 
22) O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da 
destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. 
Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96% em 
massa. Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800kg de uma mistura 
etanol/água com concentração 20% em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 
100kg de álcool hidratado 96% em massa de etanol. A partir desses dados, é correto 
concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol 
em massa: 
 A) de 0%. 
B) de 8,0%. 
C) entre 8,4% e 8,6%. 
D) entre 9,0% e 9,2%. 
E) entre 13% e 14%. 
 
23) A proposta brasileira de estimular a produção de etanol, com tecnologia nacional, 
para os mercados interno e externo tem sido tratada com destaque no cenário mundial, 
desde o início do século XXI. 
A - Apresente dois fatores que despertam o interesse atual pelo desenvolvimento da 
produção de biocombustíveis. 
B - Apresente dois riscos da expansão da produção de etanol no Brasil. 
24) O fluxograma mostra as substâncias presentes em cada corrente de um processo de 
decomposição de um composto A pela reação A →B + C. A corrente de alimentação do 
processoconsiste de 100 kmol/h de A e 1 kmol/h de um inerte I. O efluente do reator 
contém 68 kmol/h de A e a corrente de purga, 34 kmol/h de A. 
 
Com base nesses dados, a conversão por passe, a conversão global e a concentração 
molar do inerte na corrente de alimentação do reator são, em valores aproximados, 
respectivamente, 
a) 70%, 50% e 20% b) 55%, 40% e 25% c) 50%, 65% e 15% 
d) 40%, 60% e 10% e) 30%, 30% e 20% 
25) Julgue a seguinte afirmação e avalie se está correta ou errada. 
“O CO2 produzido como subproduto da fermentação de açúcares a álcool pode ser 
coletado e utilizado como matéria–prima em diversos processos industriais, tal como na 
fabricação de bebidas carbonatadas e de extintores de incêndio”. 
 
26) O que significa o processo de cogeração de energia em uma grande destilaria de 
álcool? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27) Que potência, em KW, poderá ser gerada por uma turbina alimentada com 3600 kg/h 
de vapor superaquecido a 200 KPa e 400 ºC, o qual sai da turbina a 50 KPa e 150 ºC ? 
 
 
 
Use a seguinte tabela: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28) Analise o diagrama de processos apresentado a seguir. 
 
Considerando o relacionamento apresentado, analise as afirmações abaixo. 
 
I. Instrumento instalado no campo. 
II. Sinal pneumático. 
III. Conversor eletro-pneumático. 
IV. Sinal elétrico. 
V. Válvula de controle pneumática. 
 
Quais afirmações são VERDADEIRAS ? 
a) Apenas I, III e V. b) Apenas II, III e IV. c) Apenas II, IV e V. 
d) Apenas I, II, IV e V. e) I, II, III, IV e V. 
 
 
29) A portaria nº 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde e as boas 
práticas na área de saneamento determinam a obrigatoriedade de se manter em qualquer 
ponto na rede de distribuição a concentração de determinados compostos. A seguir, são 
descritos alguns desses compostos. 
I. A concentração mínima de cloro residual livre deve ser de 0,2 mg/l. 
II. Recomenda-se que o teor máximo seja de 0,8 mg/l de cloro residual livre 
em qualquer ponto do sistema de abastecimento. 
III. Os principais produtos utilizados no tratamento são: hipoclorito de cálcio, 
cal clorada, hipoclorito de sódio e cloro gasoso. 
Das afirmativas apresentadas, estão corretas: 
a) Apenas I e III b) Apenas I e II c) Apenas II e III d) Apenas III e) I, II e III 
30) Uma estação de tratamento de esgoto (ETE) que trata uma vazão de 1.500 m³ /dia 
recebe uma concentração de DBO de 300 mg/L. Se a carga efluente da estação é de 45 
kg/dia, a eficiência de remoção de DBO da ETE é de: 
a) 10 % b) 30 % c) 40 % d) 80 % e) 90 %