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Carregado porLetícia Dutra
Processos%20 industriais%20inorg%e2nicos
O documento apresenta um resumo sobre processos químicos inorgânicos industriais, incluindo: 1) Introdução aos processos contínuos e descontínuos e fluxogramas para representação dos processos; 2) Exemplos de indústrias como nitrogênio, fertilizantes, cloro e vidro; 3) Abordagem sobre reações químicas, rendimentos, conversões e custos de produção.
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Processos%20 industriais%20inorg%e2nicos
- 1. PROCESSOS INDUSTRIAIS INORGÂNICOS Prof. MBARenato Mariano QUÍMICA INDUSTRIAL I - UNILINS
- 2. EMENTA: - Introdução ao estudodos processos industriais contínuos e descontínuos; químicos Rendimento das reações; Fluxograma para representação dos processos químicos inorgânicos: Nitrogênio para industria de ácido sulfúrico; Fósforo e ácido fosfórico; Fertilizantes inorgânicos;
- 3. EMENTA: - Industria de cloro; - Industriade vidro e materiais cerâmicos; - Indústria de papel e celulose; - Industria de galvanoplastia; - Industria de processamento de couro; - Industria de sabões e detergentes.
- 4. DIDÁTICA DE TRABALHO AVALIAÇÃO– 08 pontos Teórica: relacionamento de conceitos e conteúdo; Teórica/Prática: atividade experimental; seminários ou fórum de debates; TRABALHOS COMPLEMENTARES – 02 pontos Atividades de fixação; Pesquisas Bibliográficas; Pesquisas Cientificas; Estudo de Caso; Resenhas Críticas;
- 5. PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAISI INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS
- 6. PROCESSO QUÍMICO A indústriaquímica recebe a (as) matéria (as) prima (as) e gera produtos; a matéria prima pode ser separada em frações (sem sofrer transformação química) ou em outros produtos (sofrendo transformação química).
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- 8. INDÚSTRIA QUÍMICA Faz o processamentoindustrial químico de matérias-primas levando à obtenção de produtos com valor comercial agregado. O processamento industrial químico, em geral, envolve: Processos Química Unitários ou Conversão exemplo – obtenção de ácido sulfúrico (H 2SO4)a partir do enxofre: S + O2 SO2 SO2 + 1/2O2 SO3 Solução aquosa de SO3 Operações H2SO4 Unitárias ou Operações Físicas, como transferência de calor, controle de temperatura, separação.
- 9. PROCESSO QUÍMICO MATÉRIAS-PRIMAS: SÓLIDOS LÍQUIDOS SOLUÇÕES SUSPENSÕES GASES PREPARAÇÃO
- 10. PROCESSO QUÍMICO RECURSOS: UTILIDADES: VAPOR ENERGIAELÉTRICA ÁGUA TRATADA GASES AR COMPRIMIDO OUTROS RECURSOS: MANUTENÇÃO INSTRUMENTAÇÃO, ETC.
- 11. PROCESSO QUÍMICO RESÍDUOS: SUB-PRODUTOS RESÍDUOS POLUENTES: RESÍDUOSSÓLIDOS RECICLÁVEIS RESÍDUOS SÓLIDOS TRATÁVEIS RESÍDUOS SÓLIDOS INCINERÁVEIS RESÍDUOS SÓLIDOS PARA ATERROS EFLUENTES (LÍQUIDOS) EMISSÕES GASOSAS
- 12. PROCESSO QUÍMICO O PROCESSOQUÍMICO COMPREENDE VÁRIAS ETAPAS: PREPARAÇÃO REAÇÕES DAS MATÉRIAS-PRIMAS QUÍMICAS PURIFICAÇÃO EMBALAGEM DO PRODUTO
- 13. PROCESSO QUÍMICO CONVERSÕES –REAÇÕES QUÍMICAS OPERAÇÕES – TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS
- 14. PROCESSO QUÍMICO OPERAÇÃO: éa ação direta do homem e 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 (especificação da matéria prima e equipamentos para realizar as diversas funções).
- 15. PROCESSO QUÍMICO Quando a matéria prima não sofre transformação química,para a obtenção de produtos, dizemos que ela foi submetida às OPERAÇÕES UNITÁRIAS; ao contrário, quando a matéria prima sofre transformação química, temos a chamada CONVERSÃO QUÍMICA ou PROCESSO UNITÁRIO.
- 16. PROCESSO QUÍMICO OPERAÇÕES: Bombeamento defluidos Troca de calor Transporte de sólidos Redução de tamanho Peneiração Filtração Misturação Destilação Evaporação Absorção de gás Extração Processos de separação Secagem
- 17. PROCESSO QUÍMICO O PROCESSOQUÍMICO INDUSTRIAL é a aplicação dos princípios da química, da física e da físico-química (quando necessário, apoiadas por outras ciências) para a transformação da(s) matéria(s)-prima(s) em produtos.
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- 20. PROCESSO QUÍMICO PROCESSOS INORGÂNICOS: Tratamentode água Carboquimicos Petroquímica Gases combustíveis Gases industriais Cerâmica Cimento Vidro Ácidos Álcalis Sais Tintas Explosivos Corantes • • • • • • • • • • • • • • Detergentes e sabões Perfumes, aromatizantes Alimentos Agroquímicos Óleos, gorduras Açúcar e amido Fermentação Papel e celulose Indústria de fósforo Indústria de potássio Indústria de nitrogênio Plásticos Fibras sintéticas Borracha
- 21. QUÍMICA Ciência básica Dados de pesquisas em laboratório aplicaçãonos processos químicos Atenção para os aspectos econômicos dos processos: velocidades rendimentos, constantes conversões, de equilíbrio, tempos de residência, velocidade de reação.
- 22. RENDIMENTO E CONVERSÃO 100x Moles do produto principal RENDIMENTO = Moles do produto principal correspondentes à desaparição completa do reagente mais importante 100 x Moles do produto principal CONVERSÃO = Moles do produto principal correspondentes à carga do
- 23. RENDIMENTO E CONVERSÃO Exemplo: Sínteseda amônia, a 150 atm e 500ºC: Rendimento é maior que 98% Conversão ≈ 14% 1/2 N2 + 3/2 H2 NH3 Recirculação – economia do processo – equipamentos necessários
- 24. CUSTOS DE PRODUÇÃO Receitade vendas (faturamento) $ Custo total de produção Ponto de equilíbrio Custos variáveis Custos fixos X Quantidade produzida
- 25. PROCESSO CONTÍNUO EPROCESSO DESCONTÍNUO Processo Contínuo: Fluxo constante de matérias-primas produtos em todos os equipamentos. e de Processo Descontínuo (por batelada): Um equipamento é carregado com as matériasprimas, a operação ou a conversão ocorrem após um tempo determinado, quando então o produto é descarregado.
- 26. PROCESSO CONTÍNUO EPROCESSO DESCONTÍNUO oO processo contínuo exige uma instrumentação de processo mais complexa, que não somente registre, mas também controle as variáveis do processo (temperatura, vazão, pressão...). oÉ necessário rapidamente. oControle oCustos controlar os desvios e corrigi-los informatizado do processo. são altos para pequenas produções mas se diluem para grandes produções.
- 27. PROCESSO CONTÍNUO EPROCESSO DESCONTÍNUO oO processo descontínuo é utilizado quando o volume de produção é pequeno; oQuando o custo de produção é mais favorável que o do processo contínuo; oQuando condições de segurança são fundamentais.
- 28. FLUXOGRAMAS (FLOW-SHEET) oSequência coordenada das conversõesquímicas e das operações unitárias, expondo os aspectos básicos do processo químico. oIndica pontos de entrada de matérias-primas e de utilidades e os pontos de retirada dos produtos e subprodutos. oPodem ser simples, na forma de diagramas de blocos ou detalhados.
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- 32. REAÇÕES QUÍMICAS REALIZADASEM CONDIÇÕES INDUSTRIAIS Industrialmente, os REATORES QUÍMICOS podem ser de vários formatos, dimensões e materiais, dependendo das condições em que a conversão química se realiza e os reagentes em excesso podem ou não retornar ao processo, formando o reciclo; pode haver catalisador ou não; o catalisador pode estar em leito fixo ou em leito fluido.
- 33. REAÇÕES QUÍMICAS REALIZADASEM CONDIÇÕES INDUSTRIAIS Por questão de RENDIMENTO, geralmente é desejável que, nas reações químicas realizadas em condições industriais, um ou mais reagentes estejam em excesso relativamente às quantidades teóricas previstas pelas equações químicas e os produtos encerrarão alguns dos reagentes não consumidos, ao lado dos compostos formados na reação.
- 34. REAÇÕES QUÍMICAS REALIZADASEM CONDIÇÕES INDUSTRIAIS As quantidades máximas dos produtos formados serão determinadas pela quantidade do REAGENTE-LIMITE, que é aquele que não se encontra em excesso relativamente a qualquer outro do processo; este reagente serve como base para o cálculo do excesso dos demais.
- 35. REAÇÕES QUÍMICAS REALIZADASEM CONDIÇÕES INDUSTRIAIS EQUAÇÃO QUÍMICA E ESTEQUIOMETRIA A equação química dá várias informações qualitativas e quantitativas essenciais para o cálculo das massas dos materiais envolvidos em um processo químico, como por exemplo: C7H16 (v) + 11 O2 (g) 1 mol 11 moles → 7 CO2 (g) + 8 H2O (v) 7 moles 8 moles A equação química nos fornece, em termos de moles, as razões entre reagentes e produtos, chamadas razões estequiométricas. A ESTEQUIOMETRIA lida com as massas dos elementos e compostos que se combinam.