Prova P2 Fundamentos Processos Operacoes Unitarias II - Engenharia Quimica

Orientações A tarefa abrirá às 14h00 do dia 07122023 e fechará às 18h00 do dia 08122023 Resolva as questões e faça upload dos arquivos em pdf com a resolução Questão sem resolução não será considerada Identifique a resolução com seu nome e número de matrícula Verifiqueas antes de submeter a prova Respostas absolutamente idênticas encontradas em provas diferentes serão anuladas sem direito a revisão Boa prova Questões 1 A Figura 1 é um fluxograma simplificado de um processo para preparação de soda NaOH em escamas que é usada em lares para desentupir ralos Figura 1 Fluxograma simplificado de produção de soda NaOH A alimentação nova para o processo 𝑚 1 é 15000 kgh de uma solução aquosa de 40 de NaOH A alimentação nova é combinada com o filtrado reciclado 𝑚 2 do cristalizador e alimentada para o evaporador onde a água é removida 𝑚 4 para produzir uma solução a 50 Curso Engenharia Química e Química Bacharelado Disciplina Fundamentos de Processos Operações Unitárias II Profª Maristhela Marin Nome do aluno RGM Dp Prova P2 Data 07122023 Nota de NaOH que por sua vez alimenta o cristalizador O cristalizador produz uma torta de filtração que contém 95 de cristais de NaOH e 5 de uma solução que consiste em 45 de NaOH Determine a vazão mássica de escoamento da água removida 𝑚 4 pelo evaporador e a taxa de reciclo 𝑚 2 desse processo 25 pontos 2 Na busca de combustíveis que poluam menos e ainda de fonte renovável o gás natural CH4 que pode ser gerado a partir a da biodigestão de material orgânico tem ganhado destaque A combustão completa do gás natural produz dióxido de carbono CO2 e água H2O Pedese a Escreva a reação que representa a combustão queima do gás natural e a equilibre b Se forem queimados completamente 64 kg de gás natural qual volume de oxigênio L necessário para reagir considerando CNTP quantos gramas de CO2 e de vapor de água serão produzidos 20 pontos 3 A reação entre etileno C2H4 e brometo de hidrogênio HBr para formar o brometo de etila C2H5Br é conduzida em um reator contínuo A corrente do produto é analisada contendo 52 molar de C2H5Br e 17 HBr A alimentação do reator contém apenas etileno e brometo de hidrogênio Calcule a conversão fracional X do reagente limitante e a percentagem pela qual o outro reagente está em excesso Se a vazão molar da corrente de alimentação é 200 mols qual é a extensão da reação 20 pontos 4 Cloroetano 𝐶2𝐻5𝐶𝑙 um composto químico utilizado na fabricação de corantes medicamentos e também como agente de refrigeração é produzido a partir do etano 𝐶2𝐻6 e cloro 𝐶𝑙2 como indica a reação 𝐶2𝐻6𝑔 𝐶𝑙2𝑔 𝐶2𝐻5𝐶𝑙𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑔 Parte do produto o cloroetano é clorado em uma reação paralela indesejada 𝐶2𝐻5𝐶𝑙𝑔 𝐶𝑙2𝑔 𝐶2𝐻4𝐶𝑙2𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑔 No reator que opera continuamente as extensões das reações desejada e indesejada são 105 molh e 5 molh respectivamente A alimentação do reator é composta apenas por etano e cloro Para uma produção de 100 molh do produto desejado foram alimentados no reator 5175 molh de etano e 115 molh de cloro Determine a O RE e o excesso porcentual b A conversão percentual X do etano c A conversão percentual X do cloro d O rendimento fracional Y de cloroetano e A Seletividade S do C2H5Cl em relação ao C2H4Cl2 f A composição molar do efluente do reator saída do reator 35 pontos Universidade de Mogi das Cruzes Curso Engenharia Química Prova P2 Operações Unitária III 2º sem2023 Orientações A tarefa abrirá às 14h00 do dia 06122023 e fechará às 18h00 do dia 07122023 Resolva as questões e faça upload do arquivo em pdf com a resolução Questão sem resolução não será considerada Identifique a resolução com seu nome e número de matrícula Verifiqueas antes de submeter a prova Respostas absolutamente idênticas encontradas em provas diferentes serão anuladas sem direito a revisão Boa prova Questão 1 20 ponto Um dos processos mais utilizados na indústria química é a destilação também chamada de fracionamento ou destilação fracionada e sua aplicação tem a mais ampla diversidade Nessa operação a separação dos constituintes está baseada nas diferenças de volatilidade e uma fase vapor entra em contato com uma fase líquida havendo então a transferência de massa entre elas Analise cada uma das afirmativas coloque V para verdadeira e F para falsa Nas alternativas falsas escreva a forma correta a O aumento da concentração do componente menos volátil no vapor e do componente mais volátil no líquido b O aumento da concentração do componente mais volátil no vapor e do componente menos volátil no líquido c A diminuição da concentração do componente mais volátil no vapor e do componente menos volátil no líquido d O aumento da concentração do componente mais volátil no vapor e diminuição do componente menos volátil no líquido e A diminuição da concentração do componente mais volátil no liquido e aumento do componente mais volátil no vapor Questão 2 25 pontos O benzeno produzido em uma indústria achase saturado com água a 20 C e será desidratado por destilação diferencial a 10 atm A carga do destilador encerra 9700 de benzeno em fração molar devendo ser destilado de modo a reduzir a água presente na solução a um milésimo do valor inicial Calcule a porcentagem da carga a ser vaporizada Para a operação descrita admitir Que o vapor que deixa o fervedor num dado instante durante a operação achase em equilíbrio com o líquido presente no fervedor Que a relação de equilíbrio durante a operação pode ser usada sob a forma 𝑦𝐻2𝑂 317 𝑥𝐻2𝑂 onde x e y são respectivamente as frações molares da água no líquido e no valor em equilíbrio Questão 3 20 pontos Uma destilação contínua de equilíbrio deve ser realizada para recuperar benzeno de uma mistura composta por 60 benzeno e 40 tolueno em porcentagem molar Sabendose que 60 da alimentação é obtida como destilado operandose com unidade que consta de préaquecedor de alimentação um tanque de expansão e um condensador total determine a A vazão do resíduo líquido e do destilado e suas composições para uma alimentação total de 100 kmolh b Sabendo que a destilação é realizada a pressão atmosférica de 1 atm determinar a temperatura ºC de operação c A porcentagem de recuperação do benzeno deste processo Dados de equilíbrio líquidovapor do benzeno a 1 atm tabela e gráfico Questão 4 35 pontos Uma mistura líquida de heptano e etilbenzeno é fracionada em uma coluna a pressão de 10 atm A alimentação de 100 kmolh é líquida com 55 molar de heptano e 45 molar de etilbenzeno e está na temperatura de ponto de bolha O destilado apresenta 95 molar de heptano e o produto de fundo 10 molar de heptano A razão de refluxo é de 41 Os dados de equilíbrio são fornecidos na tabela e a curva de equilíbrio xy está representada no gráfico Calcule as vazões de destilado de resíduo as vazões internas as equações das retas de trabalho e o número de pratos necessário para essa operação Indique prato de alimentação da mistura Dados de equilíbrio líquidovapor do heptano a 1 atm t C x y 1361 0000 0000 1294 0080 0230 1194 0250 0514 1106 0485 0730 1028 0790 0904 983 1000 1000 Equilibrio xy x y