Lista 02 balanco massa sem reacao

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Departame ento de Enge enharia e Arq quitetura  Curso: Enge enharia Quím mica  Disciplina: F Fundamento os de Processos Químico os – EEQ020 Professores s: Paulo Guim marães 

Lista de  Exercícios No 02 
1. No  proce esso  ao  lado um  certo  número  de  c o  composições  é  desconhe ecido.  Um  en ngenheiro  diz que  o  probllema  tem  um F = 10 kg ma  g  solução  ú única  para  os valores desconhecidos  d composiçã s  de  ão.  Um  outro engenheiro diz  que  qua o  o  atro  valores  d composiçã de  ão  w1 = 0,1 estão falt tando e é pos ssível escrever r três balanço os materiais por  w2 = ?  compone ente e usar tr rês relações p para wi = 1,  uma para cad da  corrente, , num total de e seis equaçõ ões, de modo  que uma única  solução n não é possível. Quem está c certo? Expliqu ue. P = 16 kg  w1 = 0,175 w2 = ?  w3 = ? 

A = 6 kg  w1 = 0,3  w2 = ?  w3 = 0,2 

2. Quantos  balanços mat teriais indepe endentes pode em ser escrito os para o  ma  do?  Este  núm mero  é  igua ao  de  al  problem do  fluxograma  ao  lad as? Explique.  incógnita

F w1 = 0,2 w2 = 0,8  P  w2 = 0,1 

D w1 = 0,1

3. Uma mist tura líquida de benzeno (45 5,0%) e toluen no (55,0%) é sseparada em uma coluna d de destilação. O produto de e  topo  da  coluna  conté 95,0%mol  de  benzeno e  produto  de  fundo  co ém  o  ontém  8,0  %m de benze eno.  A  vazão o  mol  rica da alimen ntação é de 20 000 L/h e sua a massa espec cífica é de 0,8 872 kg/L. Dete ermine as vaz zões mássicas s  volumétr dos produtos de topo e fundo e a co omposição de este último.  tura 60/40, em base molarr, de A e B de eve ser separa ada  100 mol/h 4. Uma mist em  duas  frações,  de  a acordo  com  o  fluxograma  ao  lado.  Faça o  o a  l A p”  esso  para  o  caso  de  u uma  vazão  de  60%mol “scale‐up do  proce alimentaç ção de 1250 m mol/h.  12,5 mol A/h h  5. Diversas  correntes são o misturadas c conforme o  termine  todas  as  vazões  processo  a  seguir.  Det ecidas, em kg/ /s.  desconhe

5%mol B  56. Deseja‐se e separar por  destilação um ma mistura co ontendo 50,0% %mol de CH4, 30,0%mol de 2H6 e 20,0% e C %mol de C3H8. .  A razão d destilado/carg ga deve ser de e 0,6 e a comp posição do des stilado deve ser: 80,0%moll de CH4, 18,0% %mol de C2H6  e 2,0%mo ol de C3H8. Pa ara uma vazão o de 100 kgmo ol/h de CH4 no o destilado pe ede‐se calcula ar: a razão res síduo/carga, a a  composiçção do resíduo o e as recuper rações de CH4  no destilado e de C3H8 no resíduo.  7. Uma  corr rente com  um vazão  de 4 kg/h  de u ma  450  uma  solução  a 1/3 de K2Cr 4  é  combina rO ada com uma a corrente  de e  reciclo co ontendo 36,4% % de K2CrO4, e a carga com mbinada é alim mentada a um m evaporador.. A corrente d de saída deste e  contém 4 49,4% de K2CrO4. Esta corre ente é então a alimentada a uum cristalizador, no qual é  resfriada e filtrada. A torta a  do filtro,  ou seja, a cor rrente de saíd da do cristaliza ador, é composta por cristais de K2CrO4  e uma soluçã ão a 36,4% de e  s corresponde endo a 95% d da massa total dessa torta. Pede‐se: a) E Esquematizar  o fluxograma a  K2CrO4, com os cristais ar as vazões d de evaporação o, de produçã ão de cristais d 2CrO4, de de Ke carga do eva aporador e do o  do processo; b) Calcula dor e a razão de reciclo; e c) Supondo q ue a solução filtrada fosse descartada e m vez de reciclada, calcule e  cristalizad a vazão d de produção d de cristais. Quais os benefíc cios e custos d do reciclo? 

Departamento de Engenharia e Arquitetura  Curso: Engenharia Química  Disciplina: Fundamentos de Processos Químicos – EEQ020 Professores: Paulo Guimarães 
8. O  diagrama  a  seguir  representa  um  processo  contínuo  em  estado‐estacionário.  Cada  corrente  contém  dois  componentes, A e B, em diferentes proporções. Determine as vazões e composições das correntes 1, 2 e 3. 

9. Uma  corrente  de  refinaria  (1000  kg/h)  contendo  70%  de  benzeno  e  o  restante  de  outros  hidrocarbonetos  não‐ benzênicos  (NB)  é ...
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