Questões de Engenharia Química do ano 2007

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Determine qual será a vazão do componente "a" na corrente de reciclo 14 (reciclo para o reator), sabendo que para cada mol que segue para o reciclo (corrente 14), 6,4 mols entram no decantador (corrente 7) e a fração molar de "a" nesta corrente é de 0,125

• A.

  10 kmol/h.

• B.

  20 kmol/h.

• C.

  40 kmol/h.

• D.

  50 kmol/h.

• E.

  100 kmol/h.

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Considere que as tubulações onde serão transportadas as correntes 1, 2 e 3 em temperatura constante de 20 °C, deverão ter diâmetros diferentes. Com base nas características do escoamento e propriedades dos fluidos "a", "b" e "d". Os regimes de escoamento nas tubulações que transpor-tarão as correntes 1, 2 e 3 são, respectivamente:

• A.

  transição, turbulento, turbulento.

• B.

  laminar, transição, laminar.

• C.

  laminar, laminar, laminar.

• D.

  transição, turbulento, laminar.

• E.

  transição, turbulento, transição.

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Será necessário instalar uma bomba para transportar o solvente "d" até o misturador M3. Sabendo que este trecho de tubulação tem 40 metros de comprimento, 0,08 metros de diâmetro e duas válvulas (V1 e V2) cujos coeficientes de perda de carga são 1,3 e 0,5, determine a perda de carga devido ao atrito neste trecho de tubulação. A velocidade de escoamento, segundo o projeto, deverá ser 4 m/s e o fator do atrito de fanning (ƒ) estimado para estas condições é 0,0056.

Dados:

g = 10m/s²

• A.

  10,4 m.

• B.

  15,0 m.

• C.

  20,8 m.

• D.

  3,7 m.

• E.

  7,5 m.

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

O trocador Tr1 é do tipo casco e tubo (com uma passagem no casco e uma nos tubos) e deve ser projetado para assegurar que a corrente 9 (alimentação de coluna C) esteja em sua a temperatura de bolha (72 °C). A vazão mássica de projeto da corrente 8, que está a 24 °C, é de 1,35 Kg/s. Se fluido de aquecimento é uma corrente de vapor saturado a 100 °C e que deixa o equipamento com uma parte de corrente líquida (equilíbrio líquido-vapor). Calcule a área de troca térmica necessária para atender as especificações do projeto, sabendo que o coeficiente de troca térmica (U) é igual a 750 W/(m2°C).

Dados: e = 2,7; capacidade calorífica

média da mistura das correntes

8 e 9, c = 4.200 J/(kg°C).

• A.

  12,96 m².

• B.

  7,56 m².

• C.

  6,68 m².

• D.

  9,27 m².

• E.

  4,77 m².

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

O processo será montado em um terreno em desnível, a entrada do misturador M2 deverá ficar a 30 metros acima da saída do decantador D. Sabendo que na saída do decantador a pressão é 1 . 10⁵ e a velocidade e da corrente é desprezível e que na entrada do misturador a pressão deve ser 2 . 10⁵ Pa e a velocidade 10 m/s. Calcule a potência de uma bomba que possa suprir as condições de projeto. Utilize uma eficiência de 60% para este equipamento e considere que não existe perda de energia devido à fricção entre o fluido e as paredes e que a vazão mássica é igual a 3 kg/s.

Dados:

g = 10 m/s²; massa

específica média da

mistura da corrente

14, ρ = 1000 kg/m³

• A.

  750 W.

• B.

  917 W.

• C.

  1350 W.

• D.

  2025 W.

• E.

  2250 W.

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Em um teste preliminar para avaliar o sistema de agitação do reator R, seu volume foi completamente preenchido com água pura (3 m³) e então foi posto em operação, atingindo o regime permanente com vazões de entrada e saída iguais a 500 L/min também de água pura. Em um determinado instante (t = 0), um traçador colorido foi misturado a corrente de entrada, a concentração de traçador nesta corrente passou, então, a ser Ca₀. Determine quanto tempo após o instante t = 0, a concentração do traçador na corrente de saída seria 60% de Ca₀, se a agitação do reator R fosse ideal.

• A.

  1,3 min.

• B.

  3,1 min.

• C.

  4,2 min.

• D.

  5,5 min.

• E.

  9,7 min.

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

O reator R é um tanque aquecido e supostamente agitado perfeitamente. Se a reação de formação de "c" deve ocorrer a 24 °C é irreversível e tem grau de avanço igual a 1; calcule a taxa de energia a ser fornecida para que a temperatura de saída se mantenha em 24 °C, quando a alimentação tem uma vazão de 360 kg/h e é uma corrente equimolar dos componentes "a" e "b", mantida a 20 °C. Despreze a energia transferida através das pás do agitador.

• A.

  22.752 kJ/h

• B.

  20.448 kJ/h

• C.

  14.400 kJ/h

• D.

  13.248 kJ/h

• E.

  8.352 kJ/h

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

A figura abaixo apresenta o equilíbrio líquido-vapor entre os componentes "c" e "d". calcule o número de estágios teóricos da coluna C para obter os produtos de topo (corrente 11) e de fundo (corrente 13) requeridos no projeto, utilizando o método gráfico de McCabe e Thiele. Nesta operação deverá ser utilizada uma taxa de refluxo de 2,6 mol (corrente 12) para cada mol produzido no topo (corrente 11).

• A.

  4

• B.

  Entre 5 e 6.

• C.

  Entre 7 e 9.

• D.

  Entre 11 e 12.

• E.

  Entre 13 e 16.

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

O sistema de controle abaixo representa um pedaço da malha de controle que será utilizado na coluna C. Para que haja estabilidade neste sistema, o intervalo de valores para o coeficiente K (ganho proporcional) deve ser:

• A.

  0 < K < 8/9.

• B.

  −8/9 < K < 8/9.

• C.

  0 < K < 14/9.

• D.

  −14/9 < K < 14/9.

• E.

  −14/9 < K < 8/9.

Atenção: Para responder as questões de números 61 a 70 considere o enunciado, a figura e a tabela abaixo. Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:

                      a + b → c       ΔH_reação = 40 kJ/(kg de c formado)

O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.

Dos pontos (1−10) representados no diagrama de equilíbrio líquido-líquido entre os componentes "a", "c" e "d", em ter-mos de frações molares, quais representam a alimentação no decantador "D" (corrente 7), a saída da fase leve do decantador (corrente 8) e o reciclo do reator (fase pesada do decantador, corrente 14) respectivamente?

• A.

  Pontos 3, 4 e 2.

• B.

  Pontos 3, 4 e 2.

• C.

  Pontos 9, 8 e 10.

• D.

  Pontos 1, 7 e 5.

• E.

  Pontos 6, 5 e 7.