Processos Industriais Orgânicos

Prévia do material em texto

Curso/Campus: Duque de Caxias
	Valor da avaliação: 6,0
	Nome da disciplina: Processos Industriais OrG6anicos ENG067-20
	(X ) AV1 ( ) AV2 ( ) AVS ( ) 2ª Ch. AVS
	Professor: Ludimar Corrêa
	Data:28/04/2020
	Aluno(a): Amanda Cristine Cardoso Quintella
	Matrícula: 5901032
	OBS: 
	Validação do NDE: ( )sim ( )não
Membro do NDE: Ludimar
	
	Nota da avaliação:
Página 1
1 Questão (0,5)
O gás pobre é um gás que no início do século 20, foi muito utilizado, principalmente como combustível para automóveis, pois naquela época por causa da Segunda guerra ocorreu falta de combustível em todos os países. Mostre as reações básicas que ocorrem para produção deste gás, e qual o componente combustível principal na mistura obtida?
R.: Limitando o fornecimento de ar para a queima, o gasogênio realiza uma combustão/oxidação incompleta, resultando no processo de gaseificação/gasificação, que produz uma mistura de gases genericamente conhecida como gás de síntese. Tipicamente, são gerados CO (monóxido de carbono), N2 (nitrogênio), CO2 (dióxido de carbono), H2 (hidrogênio) e CH4 (metano). 
Dependendo da matéria-prima usada, o gás de síntese gerado recebe diferentes nomes: gás de madeira, gás de cidade (gás de carvão), gás de água e gás pobre.
O gás de síntese é produzido, por exemplo, a partir de resíduos agrícolas (biomassa) e carvão, em usinas para geração de energia elétrica. Industrialmente, usa-se o oxigênio e/ou ar para queima, adicionando-se também vapor de água em alguns casos, que reage com o material aquecido a ~700°C reduzindo a parcela de monóxido de carbono e ampliando a parcela de hidrogênio.
2C + O2 ⇌ 2CO + 58 000 cal por mol (44g).
C + O2 ⇌ CO2 + 97 000 cal por mol.
2CO + O2 ⇌ 2CO2 + 136 000 cal por mol.
CO2 + C ⇌ 2CO - 38 000 cal por mol.
Quando vapor de água é injetado no ar de combustão, tem suas moléculas "quebradas" térmicamente (ver: reação de mudança do vapor de água). Tal reação produz grandes quantidades de hidrogênio obtendo-se misturas gasosas com as seguintes composições:
C + H2O ⇌ CO + H2 ⇌ - 28 000 cal por mol.
C + 2H2O ⇌ CO2 + 2H2 - 18 000 cal por mol.
CO + H2O ⇌ CO2 + H2 + 9 400 cal por mol.
2 Questão ( 0,5)
 Na produção do gás metano em especial o gás natura, existem algumas impurezas que não podem passar pelos dutos. Quais são setas impurezas e como podemos retira-la do processo?
R.: Água e sulfeto de hidrogênio. Essas impurezas devem ser removidas antes do gás ser injetado nas linhas de transmissão, através dos processos de purificação que é a desidratação do gás, a compressão e o tratamento com substâncias secativas, absorção e refrigeração.
3-	Questão (0,5)
Quais são as principais frações obtidas na destilação do petróleo?
Óleo cru, dessalgação, pré- aquecimento, pré-flash, seção atmosférica e seção de vácuo.
4-	Questão (0,5)
O petróleo é o óleo cru, bruto, na realidade uma composição complexa de hidrocarbonetos oleosos e menos densos que a água. Na indústria petroleira, a densidade do petróleo é um dos aspectos mais importantes para determinar seu valor. Isso ocorre porque o aproveitamento do petróleo em produtos derivados mais valiosos aumenta conforme a densidade do petróleo original e dos métodos utilizados nas refinarias. Qual a diferença de petróleo pesado e petróleo leve? Qual a importância de ambos na indústria do petróleo?
R.: O Petróleo pesado tem seu ºAPI baixo( menor que 21), não se tornando tão bom ou de melhor qualidade, por exemplo, com ele é produzido asfalteno. O petróleo leve tem seu º API alto(maior que 32), tornando-se um produto melhor, ou um produto desejado de óleo. Neste último é produzido a gasolina, GLP e as naftas, por exemplo.
A importância deles é a variedade de produtos que se pode obter através da densidade ( e suas diferentes densidades) do petróleo.
5-	Questão (0,5)
É uma molécula pequena, plana e simétrica, sendo um dos monômeros de menor peso molecular. Devido à dupla ligação existente na molécula, é classificado como um alceno, segundo a química clássica, e como um olefina, segundo a química do Petróleo. Com base nas informações podemos então afirmar que o Eteno é uma Olefina de Baixa reatividade na Industria petroquímica. Justifique sua resposta.
R.: Não, devido o eteno ser um intermediário muito reativo que pode participar de todas as reações típicas de uma olefina de cadeia curta. Devido a esta reatividade, o eteno ganhou importância como matéria-prima básica petroquímica, sendo o produto mais demandado.
6- Questão (0,5)
O processo de craqueamento envolve a quebra de ligações carbono-carbono ou carbono-hidrogênio das moléculas hidrocarbônicas, gerando outras espécies químicas, muitas das quais insaturadas, como o etileno e o propileno, matérias petroquímicas básicas. Obs. estas reações começam um alto fluxo de calor e altas temperaturas. Elas começam por volta de 400 a 500 C, embora nessas condições não produzam os produtos desejados. Considerando o processo Steam Cracking, qual a temperatura de transformação de quebra das moléculas?
R.: Ordem de temperatura de 800 a 880ºC.
7	Questão (0,5)
Quais são as etapas que ocorrem dentro do tubo de Steam Cracking?
R.: Craqueamento primário das moléculas da carga; craqueamento secundário das espécies craqueadas obtidas.
8- Questão (0,5)
Observando o processo de produção de matéria-prima para a indústria petroquímica o Propeno é um grande produto e tem sua importância na indústria de polímeros. Quais são os propenos (grau de pureza) ofertados ao mercado?
R.: I) Propeno grau polímero (99,5 em peso);
II) Grau químico (92 a 94% em peso); e
III) Grau refinaria (60% em peso com 10 a 30% de propano).
9- Questão (0,5)
Por que na produção do Eteno este deve ser o de maior grau de pureza possível, e qual ou quais os contaminantes que não podem estar contidos no mesmo? Se estiverem qual o problema que pode aprsentar?
R.: Porque precisa atender a uma especificação do Etileno bastante rígida, de modo que não traga prejuízos aos usuários do Etileno. O2, CO, CO2 e H2O. Podendo estragar o catalisador, e esses catalisadores são mais sensíveis que qualquer molécula que contem oxigênio.
10- Questão (0,5)
Mostre a reação de desidrogenação para preparação do Propeno?
Exemplo de uma hidratação em alcenos
Para exemplificar as reações de hidratação em alcenos, vamos utilizar a hidratação do propeno (alceno com três átomos de carbono).
Fórmula estrutural do propeno
Quando o propeno é submetido a um meio com água, ácido sulfúrico e aquecimento, a ligação pi existente entre dois dos seus carbonos é rompida. O resultado disso é a formação de uma valência livre em cada um desses carbonos.
Representação do rompimento da ligação pi no propeno
Após a quebra da ligação pi, o hidrônio (H+) proveniente da autoionização da água liga-se ao carbono (carbono 1) menos hidrogenado que realizava a ligação pi, e o íon hidróxido (OH-) liga-se ao carbono (número 2) mais hidrogenado que realizava a ligação pi.
Equação que representa a formação do produto, que é um álcool
11- Questão (0,5)
Na indústria de Petroquímica temos a produção do Estireno. O que significa GPPS?
R.: GPPS( General Purpose Polystyrene) ou poliestireno cristal, contendo praticamente 100% de estireno.
12- Questão (0,5)
Ainda considerando a importância dos polímeros qual a finalidade de se colocar enxofre no processo de vulcanização? O que acontece quando colocamos enxofre junto com a Borracha?
R.: A finalidade de se colocar o enxofre foi para que ela ficasse mais elástica e que não se alterasse com as pequenas variações de temperaturas. Quando se é colocado enxofre com a borracha, as moléculas de enxofre são rompidas e algumas ligações duplas das cadeias que compõem as borrachas se abrem e reagem com o enxofre, com isso essas pontes de enxofre tem a propriedade de alinhar as cadeias da forma que quando o material seja tensionado ele não deforme.