Prova Projetos Processos - Evaporação Flash Benzeno - Cálculo Área Troca Térmica e Perda de Carga

PROVA DE PROJETOS DE PROCESSOS Prof Flávio Benzeno é separado do produto XX em um processo de evaporação denominado Flash still no vaso V1 conforme balanço de massa abaixo em kgh O vapor que entra na jaqueta do V1 está a 15 psig de pressão o produto XX é separado pelo fundo de V1 e o Benzeno pelo topo neste vaso a temperatura é 100 ºC O produto de topo é condensado e resfriado até 30 ºC no trocador TT1 que opera com água entrando a 24 ºC e saindo a 25 ºC Bomba de produto a 60 ºC Benzeno 13245 Monoclorobenzeno 56 XXX 8045 H2O 13 Total kgh 2702 Cp BtulbF 10 d lbft3 595 Calcular 1 2 pontos A área de troca térmica da jaqueta necessária para evaporar o Benzeno Ela pode ser encontrada pela equação Q U A ΔT onde o ΔT é a diferença entre a temperatura do vapor na jaqueta e a temperatura interior do vaso Dado U 200 Btuh ft² ºF 2 2 pontos A área de troca térmica do condensador de topo Este tipo de trocador é o melhor para o serviço Dado U 50 Btuh ft² ºF 3 2 pontos A perda de carga da água no condensador resfriador supondo que é um trocador duplo tubo IPS 3 x 2 in e a água escoa pelo anel L 40 ft 4 15 ponto A espessura do tampo superior dished Head de material SA515 grau 65 com r4 e diâmetro interno do vaso de 46 in com radiografia da junta SPOT e eficiência 80 adotando uma espessura para corrosão de 0125 5 15 ponto Se instalarmos uma válvula de controle na linha de vapor de 15 psig de tal modo que ela tenha uma perda de carga de 12 psi explique o que aconteceria com a temperatura na jaqueta do V1 Tabela do calor de vaporização Btulb Monoclorobenzeno 13968 XXX 1260 H2O 9720 TABLE 3219 Saturated Benzene Prof Flávio Prof Ix Babarito 1 Calor sensível para passar a temperatura até 100 ºC corrente 1 q 2702 1 10060 10808 corrente 2 q 1366 1 6030 9562 20370 Keo14 80735Btu Calor de vaporização para evaporar a corrente 3 benzeno 15fs5s 2205 56207 56653 Btuh monclorobenzeno 193 2205 13968 5636 XXX 045 2205 1260 125 H2O 085 2205 9720 1821 Qtode 64235 Btuh Qtotal 80837 64235 145068 Btuh Δttermica Δ vapor de 15 psig 122 ºC 0ΔT logo Δt 122100 22 ºC 356F Δ 145068 200396 183 ft² 2 24ºC MTD 756 ln 75 273 ºC 3805 30ºC 25ºC Calor condensação vaporização 64235 Btuh Calor sensível de 100ºc à 34ºC 1ff15 205 045 10030 8 22148 Btuh 86383 Δ Q U 64235 22148 5027313 351 ft² 3805 36064 Btu 9205 lb 16359 Btu lb 34740 lbh UNISANTA Universidade Santa Cecília Disciplina PROJETO DE PROCESSOS QUÍMICOS I Aluno SOLUÇÃO P2 No Turma Data Assinatura Prof FLÁVIO Atividade Assinatura do Professor 1 n1 300 L h 11 atm 1 atm 1 mol 224 L STP 1473 molL 2 n2 200 L h 273 K 298 K 41 atm 1 atm 1 mol 224 L STP 70 mol L 2 Q SAI Q ENTRA Balanço q X ṅSM 1473 020 70 040 654 molL Balanço q B ṅSM 147 080 90 060 171 molL Balanço de energia vazão x entalpia Q m ΔH Q m H SAI m H ENTRA Q 654 mol h x 20685 KJ mol 171 mol h x 27442 KJ mol 04 x 90 mol h 172 KJ mol 06 x 30 mol h 2379 KJ mol Q 597 KJ h AS ENTALPIA DE 1 NÃO LERA TABELA γ δ LMTD 600 24 195 685 76 1265 995C ln 100 24 ln 76 1784F 195 685 1265 At Q 12558078 1173 ft² UL MTb 605374 Ae 02618 060 0 60 Lt Kssrr Qt 0455 in² Ae1 metros L A total 02637 πt x 12 1173 nt 374 tubos At nt x α t¹ 374 x 0455 0197 ft² 144 x n 144 x 6 Gt W 195 975 975 000 lb 0201 0201 h ft² Re D Gt 00633 ft x 975 000 lbft² 34868 f 000019 ft ² in μ 177 lbft h ΔTr f G² L¹² mⁿ⁶ 000019 x 975 000² x 126 522 10¹⁰ DS θt 52210² 00633 096 ˢ⁴⁰ ³₁₀ ΔP 393 mi ΔP total 4 n x j 62 10⁹ G ³ 787 2 α 46 x 162 30 ⁹ 975000 154 mi 10 ΔP total 393 j 54 547 mi 6 O elemento pendente que parte a necessidade de aumentar a temperatura é o TC TT que comanda a TVj 3 7 2 Parte cilindrica t PR 144 48 0568 SE 06 P 17560 x 9706 x 144 0125 corrosão 0693 in usama 34 4 Parte traifrica PL M 19496 x j 54 037 2 SE 02 P 2y 17500 x 07 02 x 144 0 25 corrosão 0995 in usama 1 E Durina 70 Sem safiosplas P 100 R V da diãrio dia 06 2 48 M 154 L96 Dounêtia como e unnetie o pellyra 0693 in 4 8 Cristais de C6H6Cl 6 são produzidos conforme processo abaixo O produto contido no vaso G2 que esta a 100C é enviado para o catalisador continuo H através da bomba B1 para a promoção da cistalização o produto resfriado até 30C para tanto a água de resfriamento 2 é utilizada no cristalizador H A saída do cristalizador o produto vai para a centrifuga I1 para que sejam separados os crista ainda úmido corrente 3 do liquido licor corrente 2 Os dados do balanco de massa libradia são dadas abaixo mas a empresa só trabalha 12 horas por dia G2 100C 10 psig 50 psig 10m água a 25C B1 H saida água 35C 1 I1 2 30C cristais licor 2 PRODUTOS CORRENTE 1 CORRENTE 2 CORRENTE 3 C6H6 3415 3331 84 C6H6CL 6 lbdia 6806 2030 4776 C6H5CL 1847 1803 44 TOTAL 12068 7164 4904 a qual o calor retirado no cristalizador H para que ocorra a cristalização do C6H5CL 6 em Btuh b determinar a área de troca térmica no cristalizad ft² assumir coef global U 12 Btuh ft F c calcular o diâmetro da linha de sucção da bomba B1 in vel 1 fts d determinar o NPSHd ft a AMT ft e o motor da bomba B1 rendimento 30 Dados Cp Kcal kg C C6H6 0444 C6H6CL 6 0211 C6H5CL 0309 METRATON NO TEL 01332221381 18 JUN 2004 0804 P1 M 43627622 ramal 102 AC PATRICIA 1 Rean bena a blana de Mano Tab 1 9 2 3 C8H6 224534 299592 7 C8H10O6 507167 469167 398 C8H5Cl 153927 15095 3667 3 total 1005628 917 408067 0 Qual o calor retirado no cristalizador H para que ocorra a cristalização do C8H6Cl6 em Btuh 0 Qret Qced Qced Qsens Quimbo Q sensivel Qcedo m q At 10030 15925 Btu Q C8H6 mq At 0927 kcal 1 Btu 1 10030C 150827 Btu h kg c 0293 kcal 0293 kcal h 1204 lb Q C8H5Cl3 m q At 153927 lb 0930 kcal 1 Btu 1 10030C 59442 Btu h kg c 0252 kcal 0252 kcal h 1204 lb Q quimbo 1 quimbo concentração c8h6cl6 lateris Q lateric 298 kg 597 Btu 23626 Btu h h Q retindo total 1 quimbo 15925 450827 59442 237626 3933816 Btu h METRATON NO TEL 01332221381 18 JUN 2004 0805 P3 pm 976 7 1 m3 09524 ky 3535440 11 G W 1005628 lb 46590 443 1k 458946 11 h h 7600k p 760k n 760k 0 Q 1 A A Q 458940 12 458990 12 0976 k 12in 0912 in D 4A pi 458940 pi12 Pelo tubo de tubulações aço carbono 405 di 1049 in a Determinar a NPSHd a NMT e o motor da bomba B1 rendimento 30 Calculo da NPSH NPSHd Pbaco Z Pvapor delta P Pbaco 231 147 400974 59581 Z 40 m 1h 328 ft Pvapor 231 x 1 0974 2371 delta P f L D v2 2g A pi d2 4 A pi 1049h 2 4 098642 4589 m3 090612 12 0981 m2 07654 di 1049h 2 4 3742102 ft mu 48 e 242 lb 242 lb 672 10 ft h ft h ft h 1000 m De 60988 lb 8742 10 09164 6050 11 2 00048 1 Calor sensível pl painte a tempreatura até 100 O 336 corrente 1 Q 2702 x 1 100 60 10808 corrente 2 Q 1366 x 1 100 30 9562 Q total 20370 Kcal 80833 Btuh Calor de vaporização para evaporar à corrente 1 Benzeno 1575 x 2205 x 16308 56 653 moncelar benzeno 183 x 2205 x 13968 5 636 x v2 045 x 2205 x 1360 325 H2O 085 x 2205 x 9720 1821 Q 80833 64235 145 0 6878 Btu h Atua térmica Qv dT Vapor a 15 piq 1700 logo D1 12200 A 145068 183 ft 396 F 20396 2 LMTD 756 273C ln 75 6 30C 25C Calor a condensação vaporização 64235 Btu Calor sensível de 1100 até 30C x 17715 x 2205 045 A 0 64235 x 52148 351 ft U LMTD 50 x 27 3 x 18 Como 2 arec e menor que 100 ft2 o reconm dado 2 a util fazão de trocador duplo tubo 9 3 O DP são valores de painel Pressão Água Q m cp Δt m 86383 47890 lbh 1x 2521 18 Ga π Pg2 p2 π 025562 0172252 00279 ft2 4 4 Ga 47950 1720071 lbs 00279 h ft2 Re Do GA 008335 x 1720 071 59243 μ 1x 242 f 00035 0264 00061 Re042 ΔPₐ 4 f GA2 L 4 x 00069 x 1720 071 x 40 2 g ρ2 Dₐ 2 x 418 108 x 6242 008335 1064 ft v GA 1720 071 76 fts 3600 3600 624 comprimento 35 ft2 0622 tabela 56 ft linear 2 Grampos de 20 ft L 40 ft ft D2 2 x 322 2 x 262 18 ft c Pressa na E entrada saída ΔPc 1064 18 x 624 54 psi Decqui valente D₁ 2067 017225 ft D₂ 3068 02556 ft Do 02556 017225 De 008335 ft 4 t ρ tev m 2SE 02 t 1235 x 46 x 16 2 x 16100 x 08 02 x P 17 Bar 2499 mca em ABS 1029 mis t 0035 in Pproj 1029 x 120 1235 psi conversão é 0125 in t 016 in 5 Como a válvula de controle é isentálpica temos o diâmetro do osi molior 18 pxc 30 prio Δt 12 Tédio qui no paquete não fuevo 118 C 120 mais japói ratuado e sin ile detoná repli quendo com umó temp de apurai 118C