ESTUDO DE CASO

Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular, é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

a + b → c ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo

Dos pontos (1-10) representados no diagrama de equilíbrio líquido-líquido entre os componentes "a", "c" e "d", em termos de frações molares, quais representam a alimentação no decantador "D" (corrente 7), a saída da fase leve do decantador (corrente 8) e o reciclo do reator (fase pesada do decantador, corrente 14) respectivamente?

ESTUDO DE CASO

Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular, é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

a + b → c ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo

O sistema de controle abaixo representa um pedaço da malha de controle que será utilizado na coluna C. Para que haja estabilidade neste sistema, o intervalo de valores para o coeficiente K (ganho proporcional) deve ser:

ESTUDO DE CASO

Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular, é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

a + b → c ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo

A figura abaixo apresenta o equilíbrio líquido-vapor entre os componentes "c" e "d". calcule o número de estágios teóricos da coluna C para obter os produtos de topo (corrente 11) e de fundo (corrente 13) requeridos no projeto, utilizando o método gráfico de McCabe e Thiele. Nesta operação deverá ser utilizada uma taxa de refluxo de 2,6 mol (corrente 12) para cada mol produzido no topo (corrente 11).

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Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular, é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

a + b → c ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo

Em um teste preliminar para avaliar o sistema de agitação do reator R, seu volume foi completamente preenchido com água pura (3 m³) e então foi posto em operação, atingindo o regime permanente com vazões de entrada e saída iguais a 500 L/min também de água pura. Em um determinado instante (t = 0), um traçador colorido foi misturado a corrente de entrada, a concentração de traçador nesta corrente passou, então, a ser Ca₀. Determine quanto tempo após o instante t = 0, a concentração do traçador na corrente de saída seria 60% de Ca_0, se a agitação do reator R fosse ideal.