Exercício 01 - respostas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
 
ICEB - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
EXERCÍCIO 1– PROCESSOS INDUSTRIAIS ORGANICOS-QUI291 
 
EXERCICIO AVALIATIVO EM GRUPO DE TRÊS ALUNOS 
 
5 PONTOS EM 100 PONTOS-REMOTO 
 
PROFESSORA: VIVIANE MARTINS 
 
UTILIZE O ESPAÇO DESTA FOLHA 
Alunos 
Adriano Felipe Alves, Barbara Fonseca Caires, 
Daiana Rocha e Wellington Reis 
 
Turma: 11 
Data: 27-01-2021 
 
 
1) Explique o fluxograma do processo industrial orgânico da indústria carboquímica. 
Detalhe os produtos que estão saindo, temperatura e cada processo. (2,5 PONTOS) 
 
Para melhor compreensão de todo processo, enumerando-se as unidades temos que: 
 
 
 
1. O carvão betuminoso passa por um processo de britagem e peneiração, garantindo 
assim que a matéria-prima tenha granulometria ideal para prosseguir. 
2. Na carvoeira há um pré-aquecimento que evita choques térmicos e diminui a 
quantidade de energia que o forno precisa para operar. 
3. O carvão pré-aquecido é depositado sobre as vagonetas e então são transportados pelos 
trilhos até o forno. 
4. Onde ocorre a carbonização/coqueificação do carvão que utiliza o próprio gás de 
combustão gerado pela queima dos finos de coque (7) que saem da moinha de coque 
(6) como fonte de aquecimento, iniciando o processo a 700º C até 1100º C operando 
24h. Duas correntes saem da unidade, uma com gás de coqueria que passa pelo canal 
coletor em direção ao condensador primário e outra corrente com o coque sai pela 
desenfornadora e é transportada por um operador até o vagão de extinção (5). 
5. No vagão de extinção o coque é resfriado com mangueiras de água provocando 
solidificação do coque, em seguida o coque é transportado para uma unidade de 
britagem e peneiração (6). 
6. O coque que não sofre britagem, nem peneiração é designado para uso doméstico. Já 
o coque processado na unidade (moinha de coque) com granulometria ideal é 
transportado para o gerador de gás (7). 
7. O gás de combustão gerado nesta unidade é utilizado como fonte de aquecimento para 
o forno. 
8. A corrente do canal coletor tem uma solução amonical, levando a condensação do 
componente mais pesado, que neste caso é o alcatrão, sendo que uma parte dessa 
solução sai junto com o alcatrão. 
9. A solução amonical que saiu junto com o alcatrão é separada. 
10. O alcatrão é condensado após o contato com a solução amoniacal. 
11. O gás de coqueria passa por esse exaustor para comprimir o gás e assim extrair 
qualquer resíduo de alcatrão (separar alcatrão médio). 
12. Também chamado de precipitador eletrostático, possui barras metálicas com o intuito 
de separar o alcatrão residual do gás de coqueria. 
13. Onde ocorre o tratamento da solução amoniacal, que foi utilizada para condensar o 
alcatrão, aumentando o pH através da solução da cal convertendo hidróxido de amônia 
em amônia. Podendo assim ser utilizado para fertilizantes. 
14. O gás de coqueria resfriado é reaquecido antes de ir para o saturador (15). 
15. É onde ocorre a entrada do ácido (sulfúrico ou fosfórico) que vai reagir com a amônia 
presente no gás de coqueria. Com isso, se obtém um sal inorgânico, que pode ser o 
(NH4)2SO4 ou o (NH4)3PO4, a depender do ácido utilizado. Esse produto é utilizado na 
indústria de fertilizantes. Na corrente superior sai o gás de coqueria sem a amônia e na 
corrente inferior sai o sal inorgânico e o alcatrão. 
16. Etapa de lavagem do sal inorgânico, ocorrendo a sua cristalização. 
17. Centrifugação dos cristais. Esses cristais se depositam no fundo e são coletados por 
um processo de filtração. 
18. Resfriamento da carga de entrada do lavador com óleo. 
19. Lavagem em contracorrente com óleo straw que solubiliza os solutos solúveis em óleo 
e depois é separado por destilação (gás de coqueria por baixo e óleo de lavagem por 
cima) para retirar o óleo leve. 
 
Para reter as cinzas e o enxofre podem ser utilizadas a unidade 20 ou 21 
 
20. É utilizado um leito de óxido de ferro que transforma o enxofre em sulfeto 
férrico/sulfeto ferroso. 
21. Ocorre a retirada de umidade, liberando gás seco (sem água e sem enxofre). 
 
Posteriormente, os gases são armazenados em reservatórios de gás. 
 
 
2) Explique o fluxograma de destilação do alcatrão e indique os produtos obtidos. (2,5 
PONTOS) 
 
Para uma melhor compreensão de todo o processo, enumerando-se as unidades temos 
que: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. O alcatrão entra bruto nesta unidade, onde é filtrado e bombeado para o a de calor. 
2. Neste primeiro trocador de calor, o alcatrão é aquecido pelo vapor de refluxo que 
sai da coluna de fracionamento (5). Este vapor de refluxo resfria-se ao aquecer o 
alcatrão e sai como água líquida. 
3. Neste trocador de calor ocorre mais aquecimento do alcatrão pelo piche, que sai 
da coluna de destilação. O piche sai mais frio, devido a troca de calor com o 
alcatrão, e segue para o armazenamento. O alcatrão sai mais quente e vai para a 
coluna de destilação. 
4. Na parte superior desta coluna de destilação sai os vapores arrastados pelo vapor 
de água e superaquecidos. Estes vapores seguem para a coluna de fracionamento. 
O piche sai desta coluna em retornando ao trocador de calor (3) e o alcatrão sai 
no fundo da coluna em direção a Retorta Tubular. 
5. Os vapores arrastados entram na base da coluna de fracionamento onde são 
separados em 4 frações (corrente 1, 2, 3 e 4) e uma fração residual que sai na base 
da coluna. No topo da coluna sai um vapor que pode conter alcatrão, este vapor 
segue em direção ao condensador de refluxo. 
1 2 3 
4 
5 
6 
7 
6. No condensador de refluxo o vapor que sai do topo da coluna é resfriado e retorna 
para a coluna de fracionamento. Sendo que o vapor de refluxo sai deste 
condensador e segue para o 1 trocador de calor. 
7. O alcatrão que sai no fundo da coluna de destilação entra na retorta tubular a calor 
radiante onde é reaquecido e retorna para a coluna de destilação para uma maior 
purificação e consequentemente para gerar mais vapores que seguirão para a 
coluna de fracionamento.