Balanço de Massa em Operações Unitárias - Lista de Exercícios Resolvidos

ESCOLA POLITÉCNICA DA USP DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA PROCESSOS QUÍMICOS Prof Moisés Teles Temas balanços de massa aplicados em operações unitárias Q1 O gás proveniente de um reator com vazão de 10000 molh contém 30 em óxido de etileno EO e 100 em CO2 o restante sendo formado basicamente por nitrogênio N2 Essa corrente gasosa precisa ter 98 de seu conteúdo em EO removidos Para tal é proposto um processo de absorção em coluna usando água como solvente conforme a ilustração a seguir O absorvedor irá operar a 20 atm 30 C e a água que entra na coluna já se encontra contaminada com 004 molar em EO A quantidade de solvente a ser usado é de 14 mol de solvente por 1 mol de gás a ser tratado Desconsidere absorção de CO2 ou N2 na água e determine a A vazão total de gás tratado na saída da coluna b O percentual molar de EO na corrente líquida de saída da coluna Q2 Resp a 3 b 417gmin 461 gmin 356 gmin c 44 gmin Q3 Resp n1 46 mol n354 mol xB 01 recuperação 97 Q4 Você deverá participar de uma equipe para projetar uma coluna de destilação contínua para processar uma alimentação no estado de líquido saturado de 9073 kgh contendo 50 molar de benzeno e tolueno O objetivo da coluna é produzir um produto de topo contendo 95 molar em benzeno e um produto de fundo contendo 95 molar em tolueno e deverá operar a uma pressão de 1 atm A coluna deverá operar com 1 refervedor parcial e 1 condensador total conforme a figura O produto de topo da coluna benzeno a 95 poderá ser vendido por US 831 tonelada e o produto de fundo tolueno a 95 por US 730 tonelada Para cada 1 mol de destilado produzido 157 mol retorna à coluna na forma de refluxo a Qual a receita de venda total dos dois produtos em USmês Considere 1 mês 30 dias b O meio de aquecimento no refervedor será vapor saturado steam cuja entalpia de vaporização é de 217247 kJkg Calcule o consumo desse vapor em toneladahora no refervedor c Além do custo referente ao consumo de vapor no refervedor quais outros custos estão envolvidos no projeto e operação desse processo Dados Entapia de vaporização da corrente de vapor que retorna à coluna V 3183736 kJkmol Q5 Q6 Resp a mv 597 kgh ml403 kghb Nada muda exceto que as vazões mássicas kgh são substituídas por massa kg c Reação química processo não estacionário composição da alimentação errada contaminação na alimentação medições erradas V Q7 Q8 O álcool isopropílico ou isopropanol é muito usado para limpar componentes eletrônicos pois há uma pequena quantidade de água nesse álcool sendo que a presença de água em grande quantidade pode favorecer a oxidação dos componentes eletrônicos Em uma indústria uma mistura de 40 mol de isopropanol em água foi destilada a 1 atm até vaporizar 70 mol da carga Um potencial cliente se dispõe a comprar o destilado desde que este contenha mais de 60 em mol de álcool Considerando que com 70 mol de vaporização a quantidade de isopropanol na carga é reduzida a 6 o destilado poderá ser vendido para o cliente em questão Justifique