Projetos de Processos Químicos - Diagrama de Blocos e Temas

Página 1 de 8 Nome da Disciplina PROJETOS PROCESSOS QUÍMICOS 9º A ENGQUÍMICA Professor HERNANDES DE SOUZA BRANDÃO Data 01032023 Assunto da Aula Diagrama de Blocos email institucional hernandesbrandaoumcbr Cel opcional 11 99 161 8550 2ª AULA Distribuição dos temas de projeto de processos orientação Diagrama de Blocos exercícios TEMAS DE PROJETOS DE PROCESSOS QUÍMICOS ESCALA DE LAB GRUPO DE ALUNOS TEMA GRUPO DE ALUNOS TEMA Danielle Letícia Menezes e Priscila 1Nitrobenzeno Camila Thaís M Thaís G e Nícolas Eduardo 9Salicilato de metila Matheus Tainá Guilherme e Giovanna Tortelli 2Éter butílico Rafaela Lanzoni Allan Tales Bárbara e Kaio Júnior 10 Cloroacetato de etila Augusto Dário e Roger 3Propionaldeído Isabella Eraldo e Luís Eduardo 11Acetamida Laura Júlia Zenóbia e Gabriel 4Biodiesel Lucas Mesquita 12Ftalato de dimetila Letícia Andrade e Joanna 5Ácido acetilsalicílico Vítor Hugo e Thomson 13 Poliéster Larissa Júlia Otoni Jhenyffer e Samuel 6Iodofórmio Betriz Diego e Rafaela Oliveira 14 Propanona Caroline 7Brometo de etila Caio V Thiago e Nícolas Lima 15 Butesina Pedro e Giovanna Liveraro 8 Acetato de etila Gabriela Affonso Alex e Jonas 16 Sulfato Ferroso Heptaidratado CONTEÚDO DO PROJETO DE PROCESSO QUÍMICO 1 INTRODUÇÃO 11 Definição do composto químico 12 Histórico 13 Ocorrência 14 Obtenção em escala de laboratório e em escala industrial 15 Propriedades químicas e físicas 16 Aplicações 17 Toxicidade 18 Impacto ambiental 19 Indústrias produtoras no Brasil e no Mundo 110 Preço médio de mercado do composto 2 PROJETO DE PROCESSOS QUÍMICOS 21 Projeto Conceitual Engenharia de Desenvolvimento de um Processo 211 Análise Termodinâmica e Cinética da Reação Química 212 Pesquisa de Bancada 213 Diagrama de Blocos do Processo Químico 214 Balanço Material do Processo Químico 215 Scaleup do Processo Químico Página 2 de 8 216 Quantidades e preços de matériasprimas 217 Análises Químicas de Matériasprimas de Controle e de Produto Acabado 218 Tratamento de Resíduos Industriais 22 Projeto Básico Engenharia Básica 221 Seleção de Tipos de Equipamentos de Processos 222 Fluxograma de Processo Process Flow Sheet 223 Balanço de Massa e de Energia 224 Viabilidade Técnica e Econômica desenvolvimento do projeto preliminar 225 Consumo de Utilidades 2251 Água de Resfriamento Cooling Water 2252 Água Gelada Chilled Water 2253 Ar instrumentação serviço respirável etc 2254 Gases Inertes nitrogênio gás carbônico etc 2255 Vapor por níveis de pressão alta média e baixa 226 Descrição de Operação do Processo 227 Pacote de Processo folhas de dados e documentos para a Engª de Detalhamento 23Tratamento de Resíduos estação de tratamento de efluentes 3 AVALIAÇÃO DE IMPACTOS AMBIENTAIS 31 Segurança de Processos Químicos 32 Análise de Riscos REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Correção do exercício da aula anterior elaboração de diagrama de blocos de um processo de obtenção de éter etílico por desidratação intermolecular do etanol em escala de laboratório PREPARAÇÃO DO ETOXIETANO ÉTER ETÍLICO Monte a aparelhagem da seguinte forma um balão de três bocas de 250 mL sobre uma manta elétrica de aquecimento numa das bocas fixar um termômetro de 10C a 200C na segunda boca inserir um funil de separação e na terceira uma conexão de vidro onde se adapta um condensador reto inclinado seguido de uma alonga com saída lateral ligado por um tubo de látex até o ralo da pia e um frasco coletor um balão de fundo redondo de 100 mL de capacidade mergulhado em um banho de água com bastante gelo Coloque no balão de 3 bocas 50 mL de etanol anidro e em porções de 5 mL adicione 22 mL de ácido sulfúrico concentrado 98 em massa de soluto sob agitação e resfriamento simultâneo Acrescente 2 a 3 g de areia fina lavada e seca Aqueça o balão até que o termômetro acuse uma temperatura entre 140º e 145 procure manter esta faixa de temperatura e adicione gota a gota através do funil de separação 70 mL de etanol anidro O álcool deve ser adicionado numa velocidade tal que o éter destile continuamente O tempo total para adição do álcool deve ser de 40 a 45 minutos Aqueça então a mistura por mais 5 minutos Cesse o aquecimento e monte o aparelho para destilação fracionada usando um balão de fundo redondo de 250 mL Lembrese de unir ainda à saída lateral da adaptação um tubo de látex ligado ao ralo da pia ATIVIDADE 2 individual Escrever o 1º item do projeto Introdução sobre o seu tema escolhido dentre os 16 apresentados em aula Postar no Tarefas do Teams até dia 15032023 Página 3 de 8 Transfira o éter impuro para um balão de 250 mL acrescente 4 ou 5 lentilhas de hidróxido de sódio e alguns cacos de porcelana recolha a fração que destila entre 32 e 35C Reservaa num frasco fechado com cloreto de cálcio anidro Espere o balão de destilação esfriar e então decante a mistura para um funil de separação verifique se a mesma está alcalina Sendo necessário acrescente solução de hidróxido de sódio a 10 até reação alcalina ao tornassol vermelho Descarte a fase aquosa e lave a fração etérea com 10 mL de água descarte a água e torne a agitar a fase etérea com solução saturada de cloreto de cálcio 4050 Descarte a fase salina e recolha a fase etérea pela boca do funil sobre 5 g de cloreto de cálcio anidro Não havendo indícios de turvação junte por decantação a fase etérea àquela obtida por destilação em um béquer tarado Determine a massa de éter obtida Reação 2 CH3 CH2 OH Á𝐶𝐼𝐷𝑂 𝑆𝑈𝐿𝐹Ú𝑅𝐼𝐶𝑂140𝐶 H3CCH2 O CH2 CH3 H2O Constantes físicas do éter etílico Líquido volátil muito inflamável de odor característico PE 346C PF 1233C 𝑑4𝐶 20𝐶 07134 insolúvel em água solúvel em álcool etílico benzeno clorofórmio e éter de petróleo Página 4 de 8 Ou usando a tabela de composição quantitativa para posterior balanço de massa 1 2 3 12 18 10 13 17 TABELA PRELIMINAR PARA O BALANÇO DE MASSAS COMPOSIÇÃO QUALITATIVA componentes das linhas linhas 1 2 3 4 5 6 7 8 etanol X H2SO4 X X água X X X X éter etílico X X X X NaOH X X Na2SO4 X CaCl2 X X CaCl2 2H2O X Desidratação Intermolecular Neutralização Destilação Fracionada Secagem Pré Decantação Secagem dd 5 Decan tação Ee Decan tação ta Lavagem Decan tação 4 6 7 8 22 20 21 19 9 11 15 14 16 Página 5 de 8 componentes das linhas linhas continuação 9 10 11 12 13 14 15 16 etanol H2SO4 água X X X X X X X X éter etílico X X X X NaOH X X Na2SO4 X X X X CaCl2 X X CaCl2 2H2O componentes das linhas linhas continuação 17 18 19 20 21 22 etanol H2SO4 água X X éter etílico X X X NaOH Na2SO4 CaCl2 X X X X CaCl2 2H2O X X ATIVIDADE 1 individual Elaborar um diagrama de blocos do processo de obtenção do composto cujo tema foi escolhido dentre os 16 apresentados em aula com a tabela de composição qualitativa das correntes Entrega no Tarefas do Teams até 08032023 Página 6 de 8 DIONISI Fábio Tomo I Engenharia de Processos Químicos Aplicada em Projetos Industriais Ribeirão Pires Editora Dionisi 2018 página 76 Página 7 de 8 Exemplos de apresentação do balanço material Página 8 de 8 Análise Termodinâmica e Cinética da Reação Química Dada uma reação química a A b B c C a Termodinâmica 1 Fase de agregação da reação Reação homogênea fase líquida ou gasosa Reação heterogênea fases diferentes 2 Reação Endotérmica ou Exotérmica 3 Reversível ou Irreversível 4 Se reversível conhecer a constante de equilíbrio 5 Espontânea ou não espontânea cálculo de G 6 Cálculo do rendimento teórico b Cinética Química 1 Reação elementar ou não elementar 2 Se não elementar conhecer o seu mecanismo 3 Reação simples ou reações múltiplas 4 Se reações múltiplas conhecer a seletividade 5 Catalítica ou não catalítica 6 Se catalítica conhecer o catalisador energia de ativação e fator préexponencial 7 Conhecer a equação de velocidade da reação ordem e constante de velocidade