Anteprojecto(anual)

Código:

EQ500

Sigla:

AP

Ocorrência: 2003/2004 - A

Ativa?	Sim
Página Web:	http://www.fe.up.pt/~sereno/ant0304.htm
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável:	Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LEQ	68	Plano Oficial EQ a partir 2003	5	6	16	-
		Plano para Bachareis EQ a partir de 1996	2	6	16	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Desenvolver as capacidades de síntese e análise de processos químicos, num ambiente indefinido, no sentido de identificar processos viáveis e aplicar critérios que permitam seleccionar o mais adequado.

Familiarizar os alunos com técnicas de projecto assistido por computador e a utilização de simuladores de processos

Desenvolver o projecto integrado, em grupo, de uma unidade industrial nova ou reconversão de unidade existente que incluirá nomeadamente:
 definição/selecção de uma sequência (diagrama) processual adequado;
 realização dos balanços de massa e de energia;
 projecto e especificação dos equipamentos necessários;
 estudo de implantação ("lay-out");
 estimativa de todos os custos do projecto (investimento, operação, financeiros, outros), avaliação económica do projecto (estudo de rentabilidade).

Programa

0. Apresentação dos objectivos da disciplina, programa, métodos e avaliação.

1. Introdução ao projecto de processos químicos
Tipos de processos, metodologias gerais de concepção de novos processos. Fases no projecto e reconversão de processos químicos. Aprotecção do ambiente. Considerações sobre segurança. Ética na engenharia. o papel dos computadores. (SSL cap.1)

2. A criação do processo. Síntese preliminar do processo
Constituição de uma base de dados preliminar. Síntese preliminar do processo: processos contínuos e não contínuos; exemplos. Estabelecimento do projecto base de referência. (SSL cap.2).

3. Projecto assistido por computador
Simuladores e estratégias de simulação de processos; descrição e utilização de um simulador comercial (HYSYS); resolução de problemas práticos de simulação de unidades processuais. (SSL cap. 3, ap.II, ap.III).

4. Heurísticas para a síntese de processos
Matérias primas e reacções químicas. Distribuição dos componentes. Separações. Aquecimento e arrefecimento de reactores. Bombagem e compressão. (SSL cap. 4)

5. Síntese de sistemas de separação
Critérios de selecção dos métodos de separação. Selecção do equipamento. Sequenciação de colunas de destilação e de outros processos L-V. Separação de misturas gasosas. Sequenciação de sitemas de separação sólido-fluido. (SSL cap. 5)

6. Análise baseada na 2ª lei da termodinâmica
Propriedades termodinâmicas. Equações baseadas na 2ª. lei. Análise do trabalho perdido e eficiência termodinâmica. (SSL cap. 6)

7. Síntese de redes de permutadores de calor
Minimização do consumo de utilidades. Número mínimo de permutadores. Aproximação óptima das temperaturas das correntes que aquecem e que arrefecem. (SSL cap.7)

8. Estimativa dos custos de investimento e operação. Avaliação económica da rentabilidade.
Aspectos básicos de contabilidade dos processos industriais; estrutura e técnicas de estimativa de custos de investimento e de exploração; índices de evolução do preço dos equipamentos e das matérias primas; coeficientes de variação do preço dos equipamentos com a capacidade; taxas, impostos e seguros; amortização (depreciação) da instalação; financiamento do investimento e custos financeiros; medidas da rentabilidade e comparação de investimentos alternativos; incerteza associada ao investimento: análise de sensibilidade e risco (SSL cap. 9 e 10)

9. Selecção e especificação do equipamento
Regras heurísticas para selecção e projecto de equipamento processual; folhas de especificação (SSL ap.X)

10. Produção e distribuição de utilidades
Combustíveis, água, ar comprimido, gases inertes; fluidos térmicos, vapor, electricidade, refrigeração; pressão e vácuo; processamento de resíduos; protecção contra incêndio; alguns aspectos da segurança das redes de tubagem e tanques (Broughton)

11. Interacção entre o projecto e o controlo automático do processo. Referência à análise da controlabilidade. (SSL cap. 12 e 13)

12. Organização do relatório de anteprojecto
Relatório escrito e apresentação oral (SSL cap.15)

13. Realização do projecto de um processo novo ou reconversão de processo existente sobre tema a fornecer
O projecto será realizado em grupos de 5/6 alunos e será apresentado sob a forma de um relatório formal que terá organização e conteúdo como está descrito em SSL cap.15, pags. 537 - 549; haverá também uma apresentação oral no final do ano lectivo, em que participará todo o grupo, em data a especificar.

Bibliografia Principal

Seider, W.D., Seader, J.D., Lewin, D.R., 1999. “Process Design Principles: synthesis, analysis & evaluation”, John Wiley & Sons, Inc.
Peters, M.S., Timmerhaus, K.D., 1991. “Plant Design and Economics for Chemical Engineers, 4th ed.”, McGraw Hill Book, Inc. - (P&T)
Broughton, J., 1994. "Process Utility Systems", Institution of Chemical Engineers, Rugby, U.K.

Bibliografia Complementar

Biegler, L.T., Grossmann, I.E., Westerberg, A.W., 1997. "Systematic Methods of Chemical Process Design", Prentice Hall Inc., N. Jersey

Coulson, Richardson, Sinnot, 1993. “Engenharia Química, vol.VI”, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.

Douglas, J.M., 1988. “Conceptual Design of Chemical Processes”, Mc Graw Hill, Inc.Biegler, L.T., Grossmann, I.E., Westerberg, A.W., 1997. "Systematic Methods of Chemical Process Design", Prentice Hall Inc., N. Jersey
Coulson, Richardson, Sinnot, 1993. “Engenharia Química, vol.VI”, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Os vários temas serão apresentados nas aulas teóricas e teórico-práticas de acordo com uma planificação estabelecida, com uma maior incidência durante o primeiro semestre. Haverá aulas práticas de utilização do simulador HYSYS para resolução de exemplos de aplicação. Acompanhamento personalizado do projecto de cada grupo através de reuniões periódicas.

Software

Simulador de processos HYSIS

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Obtenção de frequência

Obtenção de classificação média ponderada superior a 10 valores

Fórmula de cálculo da classificação final

Indicada em 3b)

Provas e trabalhos especiais

Indicados em 3b)

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Por se tratar de um trabalho de grupo, não está prevista uma avaliação integralmente individual. É indispensável a colaboração efectiva com o grupo.

Melhoria de classificação

É necessário uma reformulação/melhoramento do relatório final, com acordo do grupo e uma prova oral.