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Processos de Fabricação químico - Parte 01 - apresentação.pdf
- 1. PROCESSOS DE FABRICAÇÃO I Temática A – Parte 01 – Introdução aos Processos Químicos Prof. Franck Souza
- 2. Processos Químicos – Importância Econômica 2
- 3. Processos Químicos – Importância Econômica 3
- 4. Processos Químicos – Importância Econômica 4
- 5. Processos Químicos – Faturamento Líquido 5
- 6. Processos Químicos – Ranking mundial 6 Fonte: https://abiquim-files.s3.us-west- 2.amazonaws.com/uploads/guias_estudos/o_desempenho_da_industria_quimica_bra_2 022.pdf
- 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 7
- 10. Matérias-primas: • Sólidos • Líquidos • Soluções • Suspensões • Gases PREPARAÇÃO Processos Químicos Industriais 10
- 12. Recursos: • Utilidades – Vapor – Energia elétrica – Gases – Ar comprimido • Instrumentação Mão de Obra • Operação • Manutenção Processos Químicos Industriais 12
- 14. Resíduos: • Subprodutos • Resíduos – Sólidos – Líquidos (efluentes) – Gasosos (Emissões atmosféricas) Processos Químicos Industriais Recicláveis Tratáveis Incineráveis Para aterros 14
- 15. O processo químico industrial compreende várias etapas: • Preparação das matérias-primas • Reações químicas • Purificação do produto • Embalagem Processos Químicos Industriais 15
- 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 16
- 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 20
- 21. As etapas são chamadas de: • Conversões, quando há reações químicas; • Operações, quando não existem reações químicas, mas transformações físicas. Processos Químicos Industriais 21
- 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 22
- 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 23
- 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 25
- 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 26
- 27. Produtos inorgânicos Produtos orgânicos Produtos e preparados químicos diversos que são empregados no setor industrial Processos Químicos Industriais 27
- 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 28
- 29. Classificação de processos: • Processos em batelada; • Processos contínuos; • Estado estacionário; • Estado transiente; Processos Químicos Industriais 29
- 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 30
- 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 31
- 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. 32
- 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 33
- 34. Processos Químicos Industriais 34 Exemplo de um PID de um processo industrial químico.