7. A indústria química recebe a matéria-prima e gera
produtos; a matéria-prima pode ser separada em
frações (sem transformação química) ou
transformada em outros produtos (sofrendo
reações químicas).
Processos Químicos Industriais
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15. O processo químico industrial compreende várias
etapas:
• Preparação das matérias-primas
• Reações químicas
• Purificação do produto
• Embalagem
Processos Químicos Industriais
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16. A produção em escala industrial de um produto
envolve três fases (scale up de processo):
1. Desenvolvimento em laboratório - estudo detalhado
das conversões químicas e das condições físicas (T,
relações estequiométricas, uso de catalisadores, etc.)
necessárias para sua execução;
2. Desenvolvimento do produto em escala piloto -
equipamentos reproduzem o processo planejado -
conversão química e operações físicas necessárias
numa escala bem menor que a industrial;
3. Projeto e implantação do processo em escala
industrial.
Processos Químicos Industriais
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17. A produção em escala industrial requer atenção
para os aspectos econômicos dos processos:
• Rendimento
• Conversão
• Velocidade de reação
• Tempo de residência
Processos Químicos Industriais
17
18. Processos Químicos Industriais
A produção em escala industrial requer atenção
para os aspectos econômicos dos processos:
• Rendimento
=
18
19. Processos Químicos Industriais
A produção em escala industrial requer atenção
para os aspectos econômicos dos processos:
• Conversão
ã =
19
20. Exemplo: Produção de Sulfato de sódio
Neutralização ácido/base:
H2SO4 + 2NaOH →
→
→
→ Na2SO4 + 2H2O
Massa molar: 98 40 142 18
Supondo que o processo ocorra com adição de 98 kg
de ácido sulfúrico e 80 kg de hidróxido de sódio, e
sabendo que foram gerados 16 kg de água ao final do
processo. Qual o rendimento de água do processo? e
qual a conversão de água com base no ácido sulfúrico?
Rendimento = 16/36 = 0,44 → 44%
Conversão = 16/98 = 0,163 → são produzidos
163 g de água para cada kg de ácido adicionado no reator.
Processos Químicos Industriais
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21. As etapas são chamadas de:
• Conversões, quando há reações químicas;
• Operações, quando não existem reações
químicas, mas transformações físicas.
Processos Químicos Industriais
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22. • Operação: é a ação direta do homem e de
equipamentos sobre a matéria-prima e seus
produtos (funções que devem ser executadas).
• Processo: é o estudo e acompanhamento do
conjunto de variáveis que agem na operação.
Processos Químicos Industriais
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23. • Quando a matéria-prima não sofre
transformações químicas, para a obtenção de
produtos, dizemos que ela foi submetida a
operações unitárias; do contrário, quando ela
sofre transformação química, temos a conversão
química ou processo unitário.
Processos Químicos Industriais
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24. – Bombeamento de fluidos
– Troca de calor
– Transporte de sólidos
– Redução de tamanhos
– Peneiração
– Filtração
– Misturação
– Destilação
– Evaporação
– Absorção de gás
– Extração
– Processos de separação
– Secagem
Processos Químicos Industriais
24
Operações
25. • O processo químico industrial é a aplicação dos
princípios da química, física e físico-química
(apoiado em outras ciências, quando necessário)
para a transformação das matérias-primas em
produto.
Processos Químicos Industriais
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26. Os produtos da indústria química podem ser
agrupados em dois grandes blocos:
• Produtos químicos de uso industrial
• Produtos químicos de uso final
Processos Químicos Industriais
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28. Produtos farmacêuticos
Higiene pessoal, perfumaria
e cosméticos
Adubos e fertilizantes
Defensivos agrícolas
Sabões, detergentes e
produtos de limpeza
Tintas, esmaltes e vernizes
Fibras artificiais e sintéticas
Outros
Processos Químicos Industriais
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29. Classificação de processos:
• Processos em batelada;
• Processos contínuos;
• Estado estacionário;
• Estado transiente;
Processos Químicos Industriais
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30. Classificação de processos:
• Processos em batelada:
– Alimentação é carregada no início do processo, após
isso a operação ou a conversão ocorrem. Ao final do
processo tudo é retirado simultaneamente.
Processos Químicos Industriais
1- alimentação 2- Operação/
conversão
3- descarga
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31. Classificação de processos:
• Processos contínuos:
– Alimentação e retirada de produtos ocorrem
continuamente enquanto durar o processo.
Processos Químicos Industriais
1- alimentação 1- Operação/
conversão
1- descarga
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32. Processos Químicos Industriais
Classificação de processos:
• Estado estacionário:
w
w
= 0
– São processos nos quais não há alteração das variáveis
do processo ao longo do tempo.
• Estado transiente:
w
w
z 0
– São processos nos quais ocorrem estas alterações e o
processo encontra-se em comportamento dinâmico.
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33. O conhecimento de fluxogramas/diagramas é
crucial no desenvolvimento de processos
industriais, pois eles simplificam a descrição dos
processos, facilitam o entendimento e estudo dos
mesmos.
Processos Químicos Industriais
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