Processos Separação I
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
OFICIAL |
Ciências Tecnológicas (Engenharia Química) |
Ocorrência: 2012/2013 - 1S
Ciclos de Estudo/Cursos
Sigla |
Nº de Estudantes |
Plano de Estudos |
Anos Curriculares |
Créditos UCN |
Créditos ECTS |
Horas de Contacto |
Horas Totais |
MIEQ |
124 |
Plano de estudos oficial |
3 |
- |
6 |
63 |
162 |
Língua de trabalho
Português
Objetivos
O principal objetivo desta unidade curricular é ilustrar a importância das operações de separação / purificação na viabilidade técnica e económica dos processos industriais, fornecendo aos estudantes os conhecimentos necessários para a seleção, análise e projeto de alguns dos processos de separação mais comuns da indústria química e afins, nomeadamente: extração com solventes, destilação e evaporação.
Nesta unidade curricular os estudantes devem obter as seguintes competências:
- Identificar os princípios básicos que regem as diferentes classes de processos de separação;
- Escolher o(s) processo(s) mais adequado(s) para realizar uma separação /purificação especificada;
- Fazer o projeto aproximado de unidades de extração, destilação e evaporação, e identificar a influência das variáveis de projeto e operação na separação final.
Programa
INTRODUÇÃO: Caracterização e classificação dos processos de separação. Identificação dos principais agentes de separação. Noção de recuperação e pureza.
EXTRAÇÃO COM SOLVENTES: Importância dos processos de separação por solventes. Processos de extração líquido-líquido e sólido-líquido. Breve revisão da descrição do equilíbrio líquido-líquido e sólido-líquido. Extração num andar de equilíbrio e em unidades de andares múltiplos a operar em fluxo cruzado e em contracorrente. Estudo da influência das diferentes variáveis operatórias na separação obtida recorrendo a métodos gráficos e algébricos. Breve referência aos processos de extração supercrítica e extração em duas fases aquosas. Referência ao uso de líquidos iónicos como solventes de extração.
DESTILAÇÃO BINÁRIA: A importância da destilação na indústria química e afins. Breve revisão da descrição do equilíbrio líquido-vapor e do projeto de câmaras de vaporização. Projeto de colunas de destilação convencionais e complexas pelo método de McCabe-Thiele. Noção de eficiência global, de andar e pontual para a descrição de processos de separação. Aplicação das eficiências de Murphree e de vaporização ao cálculo de colunas de destilação.
DESTILAÇÃO MULTICOMPONENTE: Distinção entre métodos de projeto e de simulação. Métodos de projeto aproximados e rigorosos. Projeto de colunas de destilação multicomponente pelo método aproximado de Fenske - Underwood - Gilliland - Kirkbride. As equações MESH para o projeto e simulação de colunas de destilação. Breve referência aos processos de destilação extrativa, azeotrópica e reactiva.
DESTILAÇÃO SEMICONTÍNUA: Vantagens e inconvenientes da destilação semicontínua relativamente à destilação contínua. Análise dos processos de destilação simples (Rayleigh) e destilação a refluxo constante e a composição constante.
EVAPORAÇÃO: Tipos de evaporadores e suas aplicações. Economia a capacidade de um sistema de evaporadores. Cálculo da temperatura de ebulição de soluções líquidas, noção de elevação da temperatura de ebulição (ETE) e diagramas de Duhring. Análise de um evaporador de efeito simples. Projeto de evaporadores de efeitos múltiplos a operar em contracorrente e em cocorrente.
SELEÇÃO E SEQUENCIAÇÃO DE PROCESSOS DE SEPARAÇÃO: Critérios gerais para a seleção e sequenciação de processos de separação. Noção de coeficiente de facilidade de separação. Aplicação do método de Nadgir & Liu a alguns exemplos práticos de projeto de unidades de separação.
Bibliografia Obrigatória
Domingos Barbosa; Apontamentos de Processos de Separação - I
Edmundo Gomes de Azevedo e Ana Maria Alves;
Engenharia de processos de separação. ISBN: 978-972-8469-80-1
J.D. Seader, Ernest J. Henley;
Separation process principles. ISBN: 0-471-46480-5
Bibliografia Complementar
Stanley M. Walas;
Chemical process equipment. ISBN: 0-7506-9385-1
Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott;
Unit operations of Chemical Engineering. ISBN: 0-07-112738-0
Métodos de ensino e atividades de aprendizagem
Aulas de exposição da matéria com recurso a diferentes meios audiovisuais e resolução de problemas exemplificativos da aplicação dos conceitos lecionados.
Tipo de avaliação
Avaliação distribuída com exame final
Obtenção de frequência
Não exceder o número limite de faltas previsto nas Normas Gerais de Avaliação da FEUP.
Fórmula de cálculo da classificação final
Os estudantes poderão optar por realizarem a componente de avaliação distribuída ou submeterem-se apenas a exame final. Se o estudante optar por realizar a componente de avaliação distribuída a classificação final (CF) é calculada através das seguintes expressões:
CF = 0,7xEF + 0,3xAD se EF > 8,0
CF = EF se EF < 8,0
se optar por realizar apenas o exame final, a classificação será:
CF = EF
em que
CF - classificação final
EF - classificação do exame final
AD- classificação da avaliação distribuída
Os estudantes que frequentaram a unidade curricular no ano letivo de 2011/2012 poderão optar por manter a classificação da componente distribuída, ou realizar novamente esta componente.
Provas e trabalhos especiais
A avaliação distribuída consiste na realização de duas frequências de 60 minutos.
Avaliação especial (TE, DA, ...)
Por exame final.
Melhoria de classificação
A melhoria de classificação será feita por exame final, não havendo realização de provas para melhoria da classificação relativa à componente de avaliação distribuída.