14-15 2S Teste 2

PROCESSOS DE ENGENHARIA QUÍMICA E BIOLÓGICA
Mestrado Integrado em Engenharia Biológica
Semestre alternativo
2º Teste
6 Junho de 2015
PROBLEMA 1 (14,5 valores)
No processo de produção de éter etílico (C4H10O) por desidrogenação do etanol, em presença de ácido
sulfúrico, segundo a reacção:
2 C2H5OH
C4H10O + H2O
obtém-se uma conversão no reactor de 80%.
➇
Ácido Sulf. - 40%
- 60%
①
②
⑨
Reactor
➂
Etanol - 95%
Água
Coluna de
destilação
Água
④
(Etanol + Éter) - 80%
Éter - 96%
Água – 20%
Etanol – 4%
➆
– 5%
⑤
(todas as %s são molares)
Evaporador
80ºC
⑥
Ácido Sulf. - 30%
Água
- 70%
Tendo em consideração o diagrama de blocos simplificado do processo, e sabendo que na coluna de
destilação se recupera 87,5% do éter produzido no reactor, estabelecer o balanço de massas a todo o
processo, indicando:
A) O consumo de etanol impuro (em kg/h), para uma produção de 100 kg/h de éter impuro.
B) O rendimento do processo e a fracção de purga.
C) A pressão de funcionamento do evaporador.
Dado: Massas molares (g/mol): Etanol = 46 ; Éter = 74 ; Ácido sulfúrico = 98
(Etanol/Ácido sulfúrico)entrado do reactor = 2,0 (molar)
PROCESSOS DE ENGENHARIA QUÍMICA E BIOLÓGICAsa, 2º teste 2014/2015
PROBLEMA 2 (5,5 valores)
Pretende-se extrair 83,8% do ácido acético existente em 100 kg de uma solução contendo 60% de
clorofórmio e 40% de ácido acético (%s mássicas). Esta extracção é efectuada num único andar de
equilíbrio, utilizando água pura como solvente extracto.
Sabendo que se obtém 64,8 kg de fase refinado conjugada, determinar:
A) A composição das duas fases conjugadas obtidas.
B) As massas das fases extracto inicial e conjugada.
Ácido Acético
0
100
10
90
20
80
30
70
40
60
50
50
60
40
70
30
80
20
90
10
100
Clorofórmio 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100 Água
Diagrama ternário para o sistema clorofórmio/água/ácido acético (%s mássicas), à temperatura e à pressão de
trabalho.
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