Química Industrial

MODULFORM MODULFORM

Química Industrial Guia do Formador

COMUNIDADE EUROPEIA Fundo Social Europeu

IEFP · ISQ

Colecção

MODULFORM - Formação Modular

Título

Química Industrial

Suporte Didáctico

Guia do Formador

Coordenação Técnico-Pedagógica

Apoio Técnico-Pedagógico

Coordenação do Projecto

IEFP - Instituto do Emprego e Formação Profissional Departamento de Formação Profissional Direcção de Serviços de Recursos Formativos CENFIM - Centro de Formação Profissional da Indústria Metalúrgica e Metalomecânica ISQ - Instituto de Soldadura e Qualidade Direcção de Formação

Autor

Eduardo Dias Lopes

Capa

SAF - Sistemas Avançados de Formação, SA

Maquetagem e Fotocomposição Revisão

ISQ / Alexandre Pinto Almeida OMNIBUS, LDA

Montagem

BRITOGRÁFICA, LDA

Impressão e Acabamento

BRITOGRÁFICA, LDA

Propriedade

1.ª Edição Tiragem

Instituto do Emprego e Formação Profissional Av. José Malhoa, 11 1099 - 018 Lisboa Portugal, Lisboa, Setembro de 2002 100 Exemplares

Depósito Legal ISBN

Copyright, 2002 Todos os direitos reservados IEFP

Fr.T.09

Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou transmitida, por qualquer forma ou processo, sem o consentimento prévio, por escrito, do IEFP.


IEFP · ISQ

Índice Geral

ÍNDICE GERAL

A - APRESENTAÇÃO GLOBAL DO MÓDULO

• • • • • • • •

Objectivos globais

AGM.1

Conhecimentos prévios

AGM.1

Campo de aplicação

AGM.1

Perfil do formador

AGM.2

Plano do módulo

AGM.3

Metodologia recomendada

AGM.6

Recursos didácticos

AGM.6

Bibliografia

AGM.7

B - EXPLORAÇÃO PEDAGÓGICA DAS UNIDADES TEMÁTICAS

I. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS

• • • •

Resumo

I.1

Plano das sessões

I.2

Actividades / Avaliação

I.3

Apresentação das transparências propostas para utilização

I.4

II. MOAGEM

Resumo

II.1

Plano das sessões

II.2

Fr.T.09

• •


IG . 1

IEFP · ISQ

Índice Geral

• •


II.3


II.4

III. MISTURA E DOSAGEM

• • • •

Resumo

III.1

Plano das sessões

III.2


III.4


III.5

IV. PENEIRAÇÃO CLASSIFICAÇÃO. SEPARAÇÃO ELÉCTRICA E MAGNÉTICA

• • • •

Resumo

IV.1

Plano das sessões

IV.2


IV.3


IV.4

V. EXTRACÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E ESPESSAMENTO

IG . 2

Resumo

V.1

Plano de sessões

V.2


V.3


V.4

Fr.T.09

• • • •


IEFP · ISQ

Índice Geral

VI. FILTRAÇÃO, PRENSAGEM E CENTRIFUGAÇÃO

• • • •

Resumo

VI.1

Plano de sessões

VI.2


VI.3


VI.4

VII. EVAPORAÇÃO, SECAGEM E CRISTALIZAÇÃO

• • • •

Resumo

VII.1

Plano de sessões

VII.2


VII.3


VII.4

VIII. DECANTAÇÃO, DESTILAÇÃO E CONDENSAÇÃO

• • • •

Resumo

VIII.1

Plano de sessões

VIII.2


VIII.3


VIII.4

IX. ABSORÇÃO E ADSORÇÃO DE GASES

Resumo

IX.1

Plano de sessões

IX.2


IX.3


IX.4

Fr.T.09

• • • •


IG . 3

IEFP · ISQ

Índice Geral

X. INTRODUÇÃO À INDÚSTRIA DE QUÍMICA ORGÂNICA

• • • •

Resumo

X.1

Plano de sessões

X.3


X.6


X.8

XI. I N T R O D U Ç Ã O À I N D Ú S T R I A D E Q U Í M I C A INORGÂNICA

• • • •

Resumo

XI.1

Plano de sessões

XI.2


XI.4


XI.5 XI.5

XII. INTRODUÇÃO À BIOTECNOLOGIA

• • • •

Resumo

XII.1

Plano de sessões

XII.2


XII.3


XII.4

ANEXO I - INTRODUÇÃO ÀS UNIDADES DE DIMENSÃO

IG . 4

Resumo

AI.1

Plano das sessões

AI.2


AI.4

Fr.T.09

• • •


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Índice Geral

C - AVALIAÇÃO PRÉ-TESTE TESTE RESOLUÇÃO DO PRÉ-TESTE RESOLUÇÃO DO TESTE A.II

Fr.T.09

ANEXO II - Transparências


IG . 5

IEFP · ISQ

A - Apresentação Global do Módulo

Fr.T.09

A - Apresentação Global do Módulo


IEFP · ISQ

Apresentação Global do Módulo

OBJECTIVOS GLOBAIS

Conhecer os principais processos químicos industriais.

CONHECIMENTOS PRÉVIOS

Módulo(s) obrigatório(s) Química Aplicada

Saberes prévios

Módulo(s) aconselhado(s)

Ter noções teóricas de química geral, física e matemática.

Matemática Aplicada, Física Aplicada e Química Aplicada.

Saber como é que um fabrico / unidade fabril se organiza e ter noções do que é uma operação unitária (ex: filtração ou destilação).

Saberes desejáveis Conhecimentos de micro-informática. Conhecimentos vários de química e física aplicada.

Saber como se organiza a indústria química em geral (distinguir por exemplo uma fábrica que produz adubos de uma refinaria ou de produtos farmacêuticos)

CAMPO DE APLICAÇÃO

Fr.T.09

Este módulo destina-se a desenvolver capacidades e conceitos operatórios de modo a permitir ao formando uma melhor inserção no mundo do trabalho, sobretudo no que concerne ao domínio e aquisição de destrezas específicas na área de Química Industrial.


AGM . 1

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PERFIL DO FORMADOR

Aquisição

Conhecimentos gerais de funcionamento de agrupamentos industriais e de equipamentos de industrias químicas ( operações unitárias ). Ter experiência prévia de trabalho numa indústria química de média ou grande dimensão.

– Licenciatura em engenharia química ( ou outras ciências da engenharia ). – Experiência profissional em unidade química na produção, condução, projecto e manutenção ou em inspecção de equipamentos com, pelo menos, três anos.

Competência pedagógica

Aquisição

Domínio de conhecimentos, técnicas e atitudes facilitadoras de aquisição e integração, por parte dos formandos, de saberes gerais e saberes técnicos (práticos e teóricos) e de comportamentos.

– Curso de formação pedagógica de formadores; – Certificado de Aptidão Pedagógica; – Experiência de formação com jovens de nível II e III à procura do 1.º emprego.

Fr.T.09

AGM . 2

Competência técnica


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PLANO DO MÓDULO

Unidades Temáticas

I. Introdução aos processos químicos industriais

Duração Indicativa (horas)

Objectivos

• Descrever Operações Unitárias.

4h00

• Enunciar tipos de indústrias. • Classificar indústrias químicas nos seus vários ramos.

• Indicar operações unitárias mais importantes. • Identificar tipos de reacções químicas. • Descrever “flow sheet”. II. Moagem

• Descrever moagem e quais os objectivos numa

4h00

Indústria Química.

• Enunciar tipos de moinhos e classificação dos equipamentos. III. Mistura e dosagem

• Descrever os conceitos de mistura e dosagem.

4h30

• Identificar os tipos de agitadores. • Caracterizar coloidais e quais as formas de mistura. IV. Peneiração classificação, separação eléctrica e magnética

• Caracterizar o que são operações de

4h00

peneiração e classificação.

• Enunciar tipos de peneiros. • Reconhecer quais as malhas granulométricas maiscaracterísticas.

• Caracterizar composição granulométrica

Fr.T.09

diferencial e cumulativa.


AGM . 3

IEFP · ISQ


Unidades Temáticas

Objectivos


• Descrever o processo de separação e classificação por flutuação.

• Definir um precipitador electroestático. • Descrever separação Magnética. • Caracterizar diagrama binário de equilíbrio. V.

Extracção, sedimento e espessamento

• Caracterizar extracção e a sedimentação.

4h00

• Indicar o objectivo duma instalação piloto. • Indicar os equipamentos principais usados nestas Operações Unitárias.

VI. Filtração, prensagem e centrifugação

• Enunciar os mecanismos de filtração e

4h00

centrifugação.

• Enunciar os meios filtrantes e equipamentos. • Identificar os equipamentos usados na centrifugação. VII.Evaporação, secagem, cristalização

• Listar os objectivos da vaporização.

4h00

• Descrever os mecanismos de evaporação e os tipos de equipamentos.

• Listar os tipos de caldeiras que existem. • Identificar os equipamentos usados na evaporação.

• Enunciar o conceito de secagem e quais os equipamentos principais.

• Caracterizar o conceito de cristalização e quais os equipamentos principais. VIII.Destilação, condensação

• Interpretar um diagrama de equilíbrio.

4h00

• Efectuar cálculo uma pressão parcial. • Interpretar um diagrama ternário de equilíbrio.

AGM . 4

Fr.T.09

• Caracterizar colunas de destilação.


IEFP · ISQ


Unidades Temáticas

IX. Absorção e adsorção de gases


Objectivos

• Distinguir os fenómenos de absorção e

4h00

adsorção.

• Listar os equipamentos principais usados nestas operações.

• Descrever a reversibilidade da reacção de absorção.

• Interpretar as operações de adsorção. X. Introdução à indústria de química orgânica

• Identificar qual a extensão desta indústria e dos

16h00

objectivos de cada um dos seus constituintes.

• Reconhecer dentro dos principais tipos de indústrias quais as Operações unitárias que deverão existir para se produzirem as diferentes substâncias químicas. XI. Introdução à indústria de química inorgânica

• Identificar qual a extensão desta indústria e dos

12h00

objectivos de cada um dos seus constituintes.

• Reconhecer dentro dos principais tipos de indústria quais as Operações Unitárias que deverão existir para se produzirem as diferentes substâncias químicas. XII. Introdução à biotecnologia

• Caracterizar o que são reactores bioquímicos.

6h00

• Descrever as funções químicas desejáveis na fermentação.

• Descrever a constituição de um fermentador. • Reconhecer quais as características específicas que estas indústrias possuem e que as distinguem das outras indústrias químicas. XIII. Anexo.1 introdução ás unidades e dimensões (leitura complementar)

• Listar os vários sistemas de unidades.

7h00

• Descrever a transformação de unidades de uns sistemas para os outros.

• Interpretar a homogeneidade de uma equação.

Fr.T.09

Total:

77h30


AGM . 5


IEFP · ISQ

METODOLOGIA RECOMENDADA

As sessões compreenderão a exposição de matéria conforme o guia do formando e a resolução de casos práticos. Todos os exercícios devem ser resolvidos no âmbito de grupos compostos por 2 ou 3 formandos. Os formandos devem recorrer a calculadoras manuais ou ao computador para o apoio ao cálculo. Devem recorrer a consulta para conhecer factores de conversão de unidades ou fórmulas de resolução. Dado o âmbito do módulo, aconselham-se visitas de estudo onde os formandos podem identificar as diversas Operações Unitárias e os objectivos das diversas indústrias como complemento dos capítulos mais aplicados (X, XI e XII).

RECURSOS DIDÁCTICOS

Material didáctico • Transparências. Equipamento • Um retroprojector com uma lâmpada sobresselente. • Um quadro para escrever. • Um projector de slides (opção do formador).

AGM . 6

Fr.T.09

• Um gravador vídeo e monitor TV (opção do formador).


IEFP · ISQ


BIBLIOGRAFIA

BADGER, W.L.; BANCHERO, J.T.; Introduction to Chemical Engineering, McGraw-Hill, 1955. COULSON, J.M.; RICHARDSON, J.F.; Tecnologia Química, Vol. I e II, Fundação Calouste Gulbenkian, 1975-1987. HIMMEBLAU, D.M.; Engenharia Química - Princípios e Cálculos, Quarta Edição, PHB, Prentice Hall do Brasil, 1984. KENT, J.A.; Riegel Química Industrial, Ediciones Grijalbo, SA, 1964. MELABE, W.L.; SMITH, J.C.; HARRIOTT, P; Unit Operations of Chemical Engineering, Fifth Edition, McGraw-Hill, 1993.

Fr.T.09

Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, Sixt Edition, McGraw-Hill, 1984.


AGM . 7

IEFP · ISQ

B - Explor ação P eda gógica das Unidades Temáticas Exploração Peda edagógica

Fr.T.09

B - Exploração Pedagógica das Unidades Temáticas


IEFP · ISQ

Introdução aos Processos Químicos Industriais

Fr.T.09 UT.01



IEFP · ISQ


RESUMO

A Engenharia Química está estruturada em determinados princípios básicos que permitem ordenar o seu estudo. A ordenação das Indústrias em tipos, permite agrupar também princípios específicos comuns a cada uma.

Fr.T.09 UT.01

A abordagem das operações unitárias possibilita estabelecer em que medida é que numa unidade industrial se podem juntar os vários processos para se poder produzir uma determinada substância química.


I . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES

Metodologia de desenvolvimento

Conteúdo

I.1 Introdução

Meios didácticos

• Expor o tema “Introdução aos Processos

Duração indicativa (horas) 1h00

Químicos Industriais”.

PLANO DAS SESSÕES • Efectuar a introdução dos principais componentes de uma unidade industrial.

• Transparências I.1 e I.2. I.2 Tipos de indústria química

• Expor o tema “tipos de indústria Química”.

1h00

• Apresentar as principais indústrias químicas. • Transparências I.3 a I.5. I.3 Operações unitárias

• Expor o tema operações unitárias.

30min

• Identificar as operações unitárias mais relevantes. • Transparência I.6. I.4 Realização das Reacções Químicas

• Expor o tema realização das reacções químicas.

30min

• Resumir as reacções químicas que se formam na indústria.

• Transparências I.7 e I.8.

I . 2

• Proceder à resolução das Actividades / Avaliação.

1h00

Total:

4h00

Fr.T.09 UT.01

I.5 Exercícios


IEFP · ISQ


ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO

1. O que entende por uma operação unitária numa unidade de processo químico? São operações específicas de processos químicos e que se destinam a obter os produtos finais numa unidade industrial. 2. Qual a razão porque se devem estudar os materiais de construção numa indústria química? Para se poder optimizar a sua aplicação (ser resistente mecanicamente e quimicamente e cumprir a função durante o tempo de vida útil). 3. Que entende por controlo industrial? Controlo dos processos químicos, ou seja, das Operações Unitárias e sua sequência global. 4. Que diferença existe entre Indústria de Química Orgânica e Inorgânica? A Indústria de Química Inorgânica refere-se à fabricação de produtos chamados inorgânicos, como o ácido sulfúrico. A Indústria Química Orgânica refere-se ao processamento dos produtos ditos orgânicos e eventualmente outros compostos químicos. 5. Em sua opinião de que modo se devem abordar as reacções químicas numa indústria química? Deve-se conhecer a cinética da sua realização nos seguintes aspectos: • Rendimento • Velocidade

Fr.T.09 UT.01

• Condições de execução (temperatura, pressão, etc.).


I . 3

IEFP · ISQ


APRESENTAÇÃO DAS TRANSPARÊNCIAS PROPOSTAS PARA UTILIZAÇÃO

Introdução (continuação)

Introdução

I.1

I.3

I.5

I . 4

I.4

Química Industrial

I.6

Realização das reacções químicas (continuação)

Realização das reacções químicas

Química Industrial

Química Industrial

Operações unitárias

Tipos de indústria química (continuação)

Química Industrial

I.2

Tipos de indústria química (continuação)

Tipos de indústria química

Química Industrial

Química Industrial

I.7

Química Industrial

I.8

Fr.T.09 UT.01

Química Industrial


IEFP · ISQ

Moagem

Fr.T.09 UT.02

Moagem


IEFP · ISQ

Moagem

RESUMO

A moagem é a operação que se segue ao transporte das partículas de dimensões não apropriadas para se fazer a mistura. A esta operação segue-se normalmente a mistura que é feita com todos os intervenientes sólidos ou fluídos. Numa instalação começa-se por fazer a análise da potência a instalar, de modo a poder dimensionar essa instalação. A classificação dos equipamentos é feita em função da granulometria das partículas que se pretendem obter.

Fr.T.09 UT.02

Fundamentalmente existem os três seguintes tipos de equipamentos: Britadores, Trituradores e Moinhos, os quais serão analisados neste capítulo com algum detalhe.


II . 1

IEFP · ISQ

Moagem

PLANO DAS SESSÕES

II.1 Introdução

II.2 Tipos de equipamentos. Princípios gerais

II.3 Classificação dos equipamentos de moagem

II . 2

Duração indicativa (horas)

•

Expor o tema Moagem.

•

Apresentar a introdução aos princípios da moagem e equipamentos.

•

Expor o tema “tipos de equipamentos”.

•

Apresentar os princípios básicos de funcionamento.

•

Transparências II.1 e II.2.

•

Expor o tema classificação dos equipamentos de moagem.

•

Descrever os principais tipos de equipamentos de moagem.

•

Transparências II.3 a II.20.

•

Proceder à resolução das Actividades / Avaliação

1h00

Total:

4h00

30min

30min

2h00

Fr.T.09 UT.02

II.4 Exercícios

Meios didácticos


Conteúdo


IEFP · ISQ

Moagem


1. Qual a função da operação moagem numa Indústria Química? Subdividir a partículas sólidas antes da mistura (para esta ser mais eficiente). 2. Em que princípios físicos se baseia a moagem? Compressão e corte 3. Dê exemplos de Indústrias Químicas que usem a moagem como Operação Unitária. Cimentos Açúcar 4. Faça um esquema de funcionamento de um moinho de esferas.

FigII.12 - Moinho de esfera

5. Caracterize os moinhos coloidais.

Fr.T.09 UT.02

São sistemas de moagem (moinhos) para partículas de granulometria inferior a 1 micron.


II . 3

IEFP · ISQ

Moagem


Tipos de equipamentos / Princípios gerais

Tipos de equipamentos / Princípios gerais

Química Industrial

II.1

II.3

II.5

Química Industrial

II.6

II.7

Química Industrial

II.8

Fr.T.09 UT.02

II . 4

II.4

Triturador de cilindros

Triturador de galgas

Química Industrial

Química Industrial

Britadores de superfícies curvas

Britadores de superfícies planas (Blake e Dodge)

Química Industrial

II.2

Britadores

Tipos de Indústria Química

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ

Moagem

Triturador de martelos

Triturador de Symons

Química Industrial

II.9

II.11

II.13

II.12

Química Industrial

II.14

Moinho de esfera

Moagem por corte

II.15

Química Industrial

II.16

Fr.T.09 UT.02

Química Industrial

Química Industrial

Moagem por pressão por força centrífuga

Moagem por pressão por mola

Química Industrial

II.10

Trituradores de centrífugos

Trituradores de percussão

Química Industrial

Química Industrial


II . 5

IEFP · ISQ

Moagem

Moinho de discos

Moinhos coloidais

Química Industrial

II.17

Química Industrial

II.18

Moinho rotativo

II . 6

II.19

Fr.T.09 UT.02

Química Industrial


IEFP · ISQ

Mistura e Dosagem

Fr.T.09 UT.03

Mistura e Dosagem


IEFP · ISQ

Mistura e Dosagem

RESUMO

A mistura e a dosagem são duas operações unitárias fundamentais em Engenharia Química pois destas acções dependem muito do resultado prático de uma Instalação Industrial, ou seja, o seu rendimento. A mistura pode ser encarada como uma subdivisão dos constituíntes de forma a que as entidades presentes possam reagir ou formar uma outra nova entidade. A mistura de sólidos pressupõe, na maioria das vezes, uma operação prévia de moagem de modo a que os constituintes fiquem finamente divididos. A energia necessária para se efectuar a mistura pode ser efectuada por meios mecânicos ou por insuflação de ar. Os agitadores são de um modo geral de tipo hélice ou rotativos e a escolha do tipo a usar obedece a um certo número de regras. Nos agitadores por ar comprimido, as hélices são substituidas por um emulsor e aplica-se muito ao fabrico de explosivos ou de por exemplo de pólvora.

Fr.T.09 UT.03

A mistura pode abranger não só sólidos como também outros tipos de fases. A dosagem é uma outra forma de mistura mas em que as quantidades a adicionar são doseadas em função dos fins a atingir.Os doseadores podem ser descontínuos ou contínuos sendo estes munidos de meios de regulação de débitos.


III . 1

IEFP · ISQ

Mistura e Dosagem

PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

III.1 Introdução

• Expor o tema “mistura e dosagem”.

Meios didácticos

Duração indicativa (horas) 15min

• Definir os objectivos das operações de mistura. III.2 Mistura de sólidos

• Expor o tema “mistura de sólidos”.

15min

• Apresentar os objectivos da mistura de sólidos. • Transparências III.1 e III.2. III.3 Mistura de líquidos

• Expor o tema “mistura de líquidos”.

30min

• Apresentar os principais tipos de mistura de líquidos.

• Transparências III.3 a III.6. III.4 Agitação por ar comprimido

• Expor o tema “agitação por ar comprimido”.

30min

• Apresentar os misturadores de ar comprimido. • Transparência III.7. III.5 Mistura de sólidos com líquidos

• Expor o tema “mistura de sólidos com líquidos”.

15min

• Definir os princípios de mistura de sólidos com líquidos.

• Transparência III.8. III.6 Misturadores de gases e de líquidos com gases

• Expor o tema “misturadores de gases e de

30min

líquidos com gases”.

• Definir os princípios de mistura de líquidos com gases.

III . 2

Fr.T.09 UT.03

• Transparência III.9.


IEFP · ISQ

Mistura e Dosagem


Conteúdo

III.7 Mistura de soluções coloidais

Meios didácticos


• Expor o tema “mistura de soluções coloidais”.

15min

• Definir os princípios de mistura de soluções coloidais.

• Transparência III.10. III.8 Dosagem

• Expor o tema “Dosagem”

1h00

• Introdução à dosagem. • Identificar misturadores descontínuos. • Identificar misturadores contínuos. • Transparência III.11 e III.12. III.9 Exercícios

• Proceder à Resolução das Actividades /

1h00

Avaliação

Fr.T.09 UT.03

Total:


4h30

III . 3

IEFP · ISQ

Mistura e Dosagem


1. Que tipo de operação prévia à mistura é necessário fazer para que esta seja eficiente? O tipo de Operação prévia é uma moagem. 2. Que tipos de misturadores de sólidos existem e quais as vantagens de cada um? Misturadores contínuos e descontínuos (ver Fig.III.2 - do Manual do Formando)

Agitadores mecânicos do tipo sem - fim

3. Em que consiste a agitação mecânica usada em mistura? Contacto tão perfeito quanto possível entre os constituintes duma mistura. 4. Como se procede para fazer misturas de soluções coloidais? A velocidade de agitação é bastante grande, sendo usados agitadores de propulsão radial. 5. A dosagem como meio de mistura distingue-se por vários factores; distinga-os.

III . 4

Fr.T.09 UT.03

A dosagem é a mistura que é acompanhada da medição de quantidades adicionadas, podendo ser feita de forma contínua ou descontínua.


IEFP · ISQ

Mistura e Dosagem


Misturadores descontínuos

Operação de mistura

Química Industrial

III.1

III.3

III.5

III.4

Química Industrial

III.6

Sistema de misturas de elevada viscosidade

Agitador por ar comprimido

III.7

Química Industrial

III.8

Fr.T.09 UT.03

Química Industrial

Química Industrial

Agitador de rotor

Agitadores mecânicos do tipo sem-fim

Química Industrial

III.2

Outros tipos de agitadores mecânicos

Agitação mecânica

Química Industrial

Química Industrial


III . 5

IEFP · ISQ

Mistura e Dosagem

Dosagem

Mistura de líquidos com gases

Química Industrial

III.9

III.11

Química Industrial

III.12

Fr.T.09 UT.03

III . 6

III.10

Doseadores (continuação)

Doseadores

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ

Peneiração Classificação. Separação Eléctrica e Magnética

Fr.T.09 UT.04



IEFP · ISQ


RESUMO

Os peneiros são equipamentos de separação de partículas sólidas e dividem-se em: rotativos, ondulatórios e vibratórios. A separação por densidades é baseada nas diferentes velocidades de deposição de partículas em função das dimensões ou de peso específico. São exemplos deste sistema os ciclones que dentro deste tipo de equipamentos são os mais vulgarizados. A classificação por flutuação é outra forma de separação de partículas e é bastante usado em mineração. A separação eléctrica baseia-se na particularidade de ionização de partículas sólidas em campos criados com alta tensão.

Fr.T.09 UT.04

A separação magnética destina-se a separar materiais ferromagnéticos como o aço e tem alguma aplicação em indústrias metalúrgicas e nas modernas indústrias ligadas à reciclagem ou ao ambiente em geral.


IV . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

IV.1 Peneiração

Meios didácticos

• Expor o tema “peneiração”.


• Apresentar os conceitos de peneiração e separação.

• Transparências IV.1. IV.2 Classificação e separação por densidade

• Expor o tema “classificação e separação por den-

1h00

sidade”.

• Descrever as bases da separação por densidade e os vários equipamentos.

• Transparências IV.2 a IV.6. IV.3 Classificação por flutuação

• Expor o tema “classificação por flutuação”.

30min

• Definir conceitos de separação por flutuação. • Transparência IV.7. IV.4 Separação eléctrica

• Expor o tema “separação eléctrica”.

30min

• Definir precipitadores eléctricos ou electrofiltros. • Transparências IV.8 e IV.9. IV.5 Separação magnética

• Expor o tema “separação magnética”.

30min

• Definir precipitadores electrostáticos ou electrofiltro.

• Transparência IV.10. IV.6 Exercícios


IV . 2

4

Fr.T.09 UT.04

Total:

1h00


IEFP · ISQ



1. Qual a função da peneiração como operação unitária? Classificar e separar as partículas sólidas segundo dimensões típicas (standard). 2. Em que tipo de Indústrias Químicas se pode usar a separação por densidades? Indústrias em que os sólidos processados têm grande diferença de densidade (indústrias metalúrgicas). 3. A flutuação é usada em mineração; descreva outro tipo de utilização em Instalações Químicas. Indústrias metalúrgicas. 4. Em que condições se podem usar as separações eléctrica e magnética?

Fr.T.09 UT.04

Quando as partículas ou sólidos são susceptíveis de serem polarizados ou magnetizados (por campos eléctricos ou magnéticos).


IV . 3

IEFP · ISQ



Disposição de particulas de várias granulometrias

Peneiração

Química Industrial

IV.1

IV.3

IV.5

Sistema de separação por flutuação

IV . 4

IV.4

Química Industrial

IV.6

Separação eléctrica

IV.7

Química Industrial

IV.8

Fr.T.09 UT.04

Química Industrial

Química Industrial

Sistema de separação com gás auxiliar

Sistema de separação com líquido duplo auxiliar

Química Industrial

IV.2

Sistema de classificação mecânica

Classificador de caixas

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Precipitador electrostático ou electrofiltro

IV.9

Química Industrial

IV.10

Fr.T.09 UT.04

Química Industrial

Sistema de separação magnética de dupla tela


IV . 5

IEFP · ISQ

Extracção, Sedimentação e Espessamento

Fr.T.09 UT.05



IEFP · ISQ


RESUMO

A operação de extracção consiste em separar os constituintes de uma mistura pondo esta em contacto com um líquido que dissolve alguns desses constituintes. A separação é feita através duma interface com o líquido em repouso ou com o líquido em movimento. A extracção recorre em termos práticos de diagramas binários ou ternários em equilíbrio mas dever-se-á ter em conta que o factor tempo e que é uma variável bastante importante. Assim e em termos mais práticos dever-se-ão procurar condições efectivas, que levem a fazer a extracção duma forma rápida e com menor volume possível de solvente. Outro aspecto prático é o cálculo do número de andares de extracção que se adequem à separação efectiva dos componentes. A sedimentação é a forma de separação de partículas que depositam fàcilmente quer seja num meio líquido ou gasoso.

Fr.T.09 UT.05

Um dos equipamentos mais importantes de separação de partículas por este processo é o ciclone e que tem uma vasta aplicação em Engenharia Química.


V . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

V.1 Introdução à extracção

Meios didácticos

• Expor o tema “extracção”.


• Definir os objectivos da extracção. • Transparências V.1 a V.3. V.2 Aspectos práticos da extracção

• Expor o tema “aspectos práticos da extracção”.

V.3 Instalações piloto e instalações industriais

• Expor o tema “instalações piloto e instalações

V.4 Sedimentação e espessamento

• Expor o tema “sedimentação e espessamento”.

30min

• Referir alguns aspectos práticos da extracção. 30min

industriais”.

• Referir o que é uma instalação piloto. 1h00

• Introduzir fenómenos de sedimentação e espessamento

• Sedimentar em líquidos e em gases • Transparências V.4 a V.9. V.5 Exercícios


V . 2

4h00

Fr.T.09 UT.05

Total:

1h00


IEFP · ISQ



1. Como classifica do ponto de vista físico uma separação? Consiste em separar os constituintes de uma mistura, pondo-a em contacto com um líquido que dissolva alguns dos seus constituintes. 2. De que modo se pode aplicar um diagrama de equilíbrio para extracção de sólidos ou líquidos dum outro líquido? Conhecer os domínios de equilíbrio das misturas. 3. Que características tem de ter uma extracção para ser eficiente? Ser rápida e se possível irreversível. 4. Do ponto de vista prático como se pode determinar o rendimento de uma extracção? Razão entre a massa, matéria extraída e massa total inicial (em função do tempo). 5. Descreva um ciclone e quais as características que deve ter para ser eficiente? São agrupamentos em que as partículas no seu interior são obrigadas a percorrer um caminho circular (ver Fig. V.6 do Manual de Formando) Para ser eficiente deverá ser dimensionado de modo a que as partículas acima da dimensão crítica percam a energia cinética e se desprendem.

Fr.T.09 UT.05

Fig. V.6 – Esquema de um ciclone


V . 3

IEFP · ISQ



Diagrama binário de equilibrio

Extracção conceitos básicos

Química Industrial

V.1

V.3

V.5

Química Industrial

V.6

V.7

Química Industrial

V.8

Fr.T.09 UT.05

V . 4

V.4

Câmaras de sedimentação de chicanas

Espessador contínuo

Química Industrial

Química Industrial

Sistema de sedimentação

Sedimentação em Líquidos

Química Industrial

V.2

Sedimentação e Espessamento

Diagrama ternário de equilibrio

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Esquema de um ciclone

V.9

Fr.T.09 UT.05

Química Industrial


V . 5

IEFP · ISQ

Filtração, Prensagem e Centrifugação

Fr.T.09 UT.06



IEFP · ISQ


RESUMO

A filtração é uma das formas de separação de sólidos em suspensões através de meios filtrantes. Estes podem ser de vários materiais como membranas, produtos cerâmicos e materiais finos que se encontram entre os de maior granulometria. O aspecto mais importante na filtração é a formação do bolo e a consistência deste influência a eficiência deste. A filtração pode ser feito com sobrepressão ou depressão sendo o rendimento função da velocidade com que o bolo se forma e do modo como é extraído. Os filtros podem-se dividir em filtros de grande área ou descontínuos e de pequena área ou contínuos. A centrifugação é outra forma de separação de sólidos e que se baseia na diferença de densidades e pode substituir a separação pura e simples por densidades, a decantação e a sedimentação.

Fr.T.09 UT.06

Existem vários tipos de centrífugas podendo algumas atingir grandes velocidades de rotação (45000 r.p.m. em modelos de laboratório).


VI . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

VI.1 Conceito de filtração

Meios didácticos

• Expor o tema filtração.


• Definir geral da operação de filtração. • Transparência VI.1. VI.2 Fenómenos associados à filtração

• Expor o tema fenómenos assosiados à filtração.

30min

• Definir meios filtrantes. • Transparências VI.2 a VI.5.

VI.3 Tipos de filtros

• Expor o tema tipos de filtros.

30min

• Análisar os tipos de filtros/equipamentos. • Transparências VI.6 a VI.10. VI.4 Princípios básicos de centrifugação

• Expor o tema princípios básicos de centrifugação.

30min

• Definir centrifugação. • Transparência VI.11.

VI.5 Tipos de equipamentos usados na centrifugação

• Expor o tema equipamentos usados na centri-

1h00

fugação.

• Apresentar os principais tipos de centrífugas. • Transparências VI.12 a VI.16.

VI . 2

• Proceder à resolução das Actividades / Avaliação

1h00

Total:

4h00

Fr.T.09 UT.06

VI.6 Exercícios


IEFP · ISQ



1. O que é fisicamente a filtração? É a separação de partículas de diversas granulometrias em suspensão num líquido. 2. Que materiais filtrantes se podem aplicar e quais são os mais eficientes? Membranas. Produtos cerâmicos. Materiais que se encontram entre outros de maior granulometria. Os mais eficientes são os filtros de membrana. 3. De que modo o bolo pode aumentar a eficiência de uma filtração? Aplicação de sobrepressão ou vácuo. 4. O que são filtros de grãos soltos e quais os tipos mais usados? São filtros em que o meio filtrante é constituído por uma matéria livre como a areia. 5. Qual o efeito da sobrepressão ou depressão na eficiência de uma filtração? Aumenta a velocidade de formação de bolo e de passagem de fluído. 6. O que é uma centrifugação e em que situações se podem aplicar?

Fr.T.09 UT.06

É um método de separação de partículas que usa a força de aplicação.


VI . 3

IEFP · ISQ



Fenómenos associados á filtração

Filtração

Química Industrial

VI.1

VI.3

VI.5

Química Industrial

VI.6

VI.7

Química Industrial

VI.8

Fr.T.09 UT.06

VI . 4

VI.4

Filtro de placas

Esquema geral de um filtro prensa

Química Industrial

Química Industrial

Tipos de filtros

Filtros de grãos soltos

Química Industrial

VI.2

Filtros de materiais cerâmicos

Categorias de filtros

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Esquema geral de um filtro rotativo de tambor e tambor de aspiração sobre pressão

Química Industrial

Esquema geral de um filtro rotativo de discos

VI.9

Princípios básicos da centrifugação

Química Industrial

VI.11

Química Industrial

VI.12

Decantador de Heine

VI.13

Química Industrial

VI.14

Centrífuga de pratos

Super centrífuga Sharples

VI.15

Química Industrial

VI.16

Fr.T.09 UT.06

Química Industrial

VI.10

Tipos de equipamentos usados na centrifugação

Esquema geral de uma centrifuga

Química Industrial

Química Industrial


VI . 5

IEFP · ISQ

Evaporação, Secagem e Cristalização

Fr.T.09 UT.07



IEFP · ISQ


RESUMO

A vaporização é uma operação que é utilizada na Indústria Química para várias finalidades, como a produção de vapor, a refrigeração, a concentração de soluções ou a separação de componentes de misturas líquidas. Para efectuar a vaporização é necessário, na maioria das vezes, provocar o aquecimento do meio líquido, o que se pode fazer por vários meios, como seja o aquecimento por gases, óleo, por uma forma directa ou por trocas caloríficas. A vaporização pode-se realizar ainda por pressão reduzida em níveis próximos da tensão de vapor à temperatura a que se realiza. Nos sistemas de vaporização existem acessórios de extrema importância que são os purgadores e têm como objectivo fazer sair condensados não desejáveis no sistema. A secagem é outra forma de separação de líquidos e sólidos com importância na Indústria Química. Os secadores são os equipamentos mais representativos desta Operação Unitária e podem ser directos, indirectos e especiais. Os secadores utilizam-se bastante, por exemplo na Indústria de Adubos e de Açúcares. A cristalização é outra forma de separação de sólidos e líquidos e baseia-se no princípio físico da precipitação de um sólido quando este atinge valores superiores ao limite de saturação.

Fr.T.09 UT.07

Os equipamentos característicos desta Operação Unitária são os cristalizadores.


VII . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES Metodologia de desenvolvimento

Conteúdo

VII.1 Introdução

Meios didácticos

• Expor o tema evaporação, secagem e


cristalização.

• Apresentar os conceitos gerais destas operações unitárias;

• Transparência VII.1. VII.2 Mecanismos de evaporação e tipos de equipamentos

• Expor o tema mecanismo de evaporação e tipos

30min

de equipamento.

• Apresntar os conceitos gerais da vaporização. • Ilustrar com quatro exemplos os tipos de equipamentos.

• Transparências VII.2 a VII.19. VII.3 Mecanismos de secagem e equipamentos

• Expor o tema mecanismo de secagem e equipa-

30min

mentos.

• Apresentação: conceitos gerais de secagem; • Ilustrar com dois exemplos os tipos de equipamentos;

• Transparências VII.20 a VII.30. VII.4 Introdução à 1 cristalização

• Exposição teórica;

VII.5 Equipamentos usados na cristalização e factores físicos associados

• Expor o tema equipamentos usados na

30min

• Apresentar os conceitos gerais de cristalização. 1h00

cristalização e factores físicos associados.

• Ilustrar com dois exemplos os componentes usados na cristalização.

• Transparências VII.31 a VII.36.

VII . 2


1h00

Total:

4h00 Fr.T.09 UT.07

VII.6 Exercícios


IEFP · ISQ



1. Qual é a maior aplicação na indústria da Operação Unitária de vaporização e com que fim é que é usada? Produção de vapor e energia. 2. Que diferença existe entre vaporização e secagem? Vaporização tem a ver com a separação de uma fase líquida e secagem pode implicar a separação de um sólido em suspensão ou dissolvido. 3. De que modo se pode fazer o aquecimento em sistemas de vaporização?

• Aquecimento por gases quentes. • Aquecimento por óleo. • Trocas caloríficas. • Aquecimento directo. 4. Qual é a diferença entre uma caldeira aquotubular e uma pirotubular? Uma caldeira aquotubular possui um ou dois barriletes para separar o vapor e distribuir a água para vaporização na fornalha. 5. Descreva o princípio de funcionamento de um secador contínuo e indique em que tipo de indústrias se pode aplicar. É um sistema em que o gás de secagem circula em contracorrente com a carga ao longo de todo o secador, usando-se por exemplo nas indústrias dos tijolos, cerâmica ou madeira. 6. Porque razão se pode aplicar a cristalização como forma de purificação de uma substância em solução?

Fr.T.09 UT.07

Porque as substâncias separam-se da solução quando atingem um ponto característico de saturação.


VII . 3

IEFP · ISQ



Mecanismos de evaporação e tipos de equipamentos

Introdução

Química Industrial

VII.1

VII.3

VII.5

Química Industrial

VII.6

VII.7

Química Industrial

VII.8

Fr.T.09 UT.07

VII . 4

VII.4

Sistema de aquecimento de parede dupla

Caldeira pirotubular

Química Industrial

Química Industrial

Caldeira aquotubular

Aquecimento por óleo

Química Industrial

VII.2

Aquecimento por gases quentes

Evaporação . Equipamentos

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Evaporadores de tubos horizontais com aquecimento pelo interior dos tubos

Química Industrial

Evaporadores de tubos horizontais com aquecimento pelo exterior dos tubos

VII.9

Evaporador de tubos verticais tipo standard

Química Industrial

VII.11

Química Industrial

VII.12

Evaporador de feixe tubular de circulação forçada

VII.13

Condensação em contracorrente

Química Industrial

VII.14

Condensação em co-corrente

VII.15

Química Industrial

VII.16

Fr.T.09 UT.07

Química Industrial

VII.10

Evaporador de tubos verticais tipo cesto

Evaporador de tubos verticais tipo tubos compridos

Química Industrial

Química Industrial


VII . 5

IEFP · ISQ


Purgador de dilatação

Separação do condensado do vapor de aquecimento

Química Industrial

VII.17

VII.19

VII.21

Química Industrial

VII.22

VII.23

Química Industrial

VII.24

Fr.T.09 UT.07

VII . 6

VII.20

Secadores contínuos

Secador de compartimentos em vácuo

Química Industrial

Química Industrial

Secador de compartimentos

Apresentam-se alguns exemplos

Química Industrial

VII.18

Classificação de secadores

Purgador de dilatação

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Secador rotativo directo em contracorrente

Química Industrial

Secador rotativo tipo indirecto de corrente dupla e aquecido por gases de combustão

VII.25

VII.27

VII.29

VII.28

Química Industrial

VII.30

Cristalizador descontínuo de arrefecimento

Equipamentos utilizados na cristalização e factores físicos associados

VII.31

Química Industrial

VII.32

Fr.T.09 UT.07

Química Industrial

Química Industrial

Secador de pulverização

Secador de dois tambores com agitação entre eles

Química Industrial

VII.26

Secador de agitação mecânica

Secador de cilíndros

Química Industrial

Química Industrial


VII . 7

IEFP · ISQ


Cristalizador de evaporador

Cristalizador Swenson-walker (cristalizador contínuo)

Química Industrial

VII.33

VII.35

Química Industrial

VII.36

Fr.T.09 UT.07

VII . 8

VII.34

Cristalizadores de classificação

Cristalizador de vácuo

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ

Decantação, Destilação e Condensação

Fr.T.09 UT.08



IEFP · ISQ


RESUMO

A destilação é uma das operações unitárias de maior importância na Indústria Química, pois praticamente todas as instalações de processo possuem colunas destinadas a estas operações, para separação de líquidos de vários pontos de ebulição. A destilação baseia-se na aplicação dos diagramas de equilíbrio e na Lei de Raoult. As aplicações industriais da destilação são feitas quer a temperaturas baixas (gases líquidos) ou a altas temperaturas (destilação atmosférica de petróleo).

Fr.T.09 UT.08

Os sistemas industriais usados na destilação são fundamentalmente de rectificação e utilizam colunas típicas com pratos de campânulas ou colunas de enchimento.


VIII . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

VIII.1 Introdução

Meios didácticos

• Expor o tema decatação, destilação e conden-


sação.

• Apresentar objectivos gerais das operações de destilação e condensação. VIII.2 Aspectos práticos da destilação

• Expor o tema aspectos práticos da destilação.

2h00

• Descrever os modos de destilação. • Apresentar os sitemas e equipamentos tipo. • Transparências VIII.1 a VIII.5.

VIII . 2


1h00

Total:

4h00

Fr.T.09 UT.08

VIII.3 Exercícios


IEFP · ISQ



1. Dê exemplos de Indústrias Químicas onde se apliquem Operações Unitárias de destilação.

• Refinação do petróleo. • Produção de álcool, etc. 2. Que processos físicos existem na destilação? Evaporação; vaporização; condensação; sublimação 3. Que tipos de colunas de destilação são aplicados na Indústria Química?

• Pratos de campânula. • Colunas de enchimento. 4. Como é a actuação da destilação por arrastamento por vapor?

Fr.T.09 UT.08

O vapor (normalmente de água) é introduzido na mistura a destilar separando por dissolução o componente mais volátil (ou componentes mais voláteis).


VIII . 3

IEFP · ISQ


APRESENTAÇÃO DAS TRANSPARÊNCIAS PROPOSTAS PARA UTILIZAÇÃO Aspectos práticos da destilação

Química Industrial

Sistemas de rectificação

VIII.1

Pratos de campânula

Química Industrial

Química Industrial

VIII.2

Distribuição de campânulas num prato

VIII.3

Química Industrial

VIII.4

Destilação equipamentos

VIII . 4

VIII.5

Fr.T.09 UT.08

Química Industrial


IEFP · ISQ

Absorção e Adsorção de Gases

Fr.T.09 UT.09



IEFP · ISQ


RESUMO

A absorção é um fenómeno associado normalmente à extracção e rege-se por duas formas específicas, química e física. Os equipamentos utilizados nesta operação baseiam-se em sistemas em que o gás borbulha no líquido, em câmaras de pulverização, em sistemas em que o gás passa por massas liquídas, em torres de enchimento ou em colunas de pratos e em sistemas com partes mecânicas. A adsorção consiste na retenção de moléculas de gases ou de líquidos sobre a superfície de sólidos e é constituída por uma película superficial ligada quimicamente ou fisicamente ao sólido de suporte. A reacção de adsorção é um fenómeno reversível exigindo uma temperatura determinada para se dar esse fenómeno. A catálise é um fenómeno químico onde a adsorção joga um papel importante.

Fr.T.09 UT.09

Como exemplos de substâncias adsorventes mais vulgares tem-se o carvão activado ou a sílica gel, embora já existam outras substâncias com as mesmas características de adsorção.


IX . 1

IEFP · ISQ



Conteúdo

IX.1 Introdução ao fenómeno de absorção

Meios didácticos

• Expor o tema introdução ao fenómeno de


absorção.

• Apresentar o fenómeno de absorção e aos finalidade dos equipamentos;

• Transparências IX.1 a IX.7. IX.2 Introdução ao fenómeno de adsorção

• Expor o tema introdção ao fenómeno de ad-

1h00

sorção.

• Apresentar o fenómeno de adsorção. • Transparência IX.8.

IX.3 Aparelhagem usada

• Expor o tema aparelhagem usada.

1h30

• Descrever dois exemplos aplicando a adsorção na indústria química.

• Transparências IX.9 a IX.13.

IX . 2


1h00

Total:

4h00

F.r.T.09 UT.09

IX.4 Exercícios


IEFP · ISQ



1. Faça a distinção entre absorção e adsorção. Absorção é um fenómeno associado à extracção, podendo ser físico ou orgânico. A adsorção consiste na retenção de moléculas de gases ou líquidos sobre superfícies de sólidos. 2. Qual a semelhança entre as torres de destilação e as usadas em Operações Unitárias de absorção. Baseiam-se no sistema em que o gás borbulha no líquido em torres de enchimento ou em colunas de pratos. 3. Na adsorção as ligações moleculares podem ser de tipo físico ou químico. Distinga estes dois tipos de ligações. Nas ligações de tipo físico há atracção entre as diferentes moléculas. Nas ligações de tipo químico há ligações activas entre os átomos. 4. Descreva o que é reversibilidade da adsorção.

F.r.T.09 UT.09

Significa que por aquecimento se pode destruir facilmente as ligações.


IX . 3

IEFP · ISQ



Câmaras de pulverização

Absorção aparelhagem

Química Industrial

IX.1

IX.3

IX.5

Química Industrial

IX.6

IX.7

Química Industrial

IX.8

F.r.T.09 UT.09

IX . 4

IX.4

Absorção

Selas de Berl

Química Industrial

Química Industrial

Anéis de Rasching

Distribuidor de torre

Química Industrial

IX.2

Torre de enchimento

Garrafões de grés

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Unidade contínua de adsorção

Unidade descontínua de adsorção

Química Industrial

IX.9

IX.10

Unidade de percolação

Secagem a alta pressão com activação

Química Industrial

Química Industrial

IX.11

Química Industrial

IX.12

Trituradores de centrífogos

IX.13

F.r.T.09 UT.09

Química Industrial


IX . 5

IEFP · ISQ

Introdução à Indústria de Química Orgânica

Fr.T.09 UT.10



IEFP · ISQ


RESUMO

Os combustíveis representam na Indústria Química um factor estratégico na economia das Unidades de Transformação. Os principais combustíveis são os carvões, o petróleo e o gás natural. Os combustíveis sólidos (carvões) caracterizam-se por propriedades físicas e químicas e são especificados por normas internacionalmente aceites. O petróleo e derivados são igualmente a base de bastantes produtos combustíveis usados na indústria, depois de previamente processados por destilação e operações posteriores. O gás natural é usado tal qual é extraído das jazidas, após separação de hidrocarbonetos líquidos. Na coqueficação da hulha (ou destilação seca da hulha) é possível extrair um elevado número de componentes orgânicos, sendo o resíduo um combustível de elevado valor calorífico. A borracha, outro produto orgânico de elevada utilização industrial, pode ser obtida a partir de produtos naturais ou sinteticamente. Os plásticos são polímeros obtidos por reacções de síntese, a partir de monómeros, por vários processos industriais. Outros polímeros de origem orgânica de elevada importância económica são as fibras téxteis artificiais.Os óleos, gorduras e ceras animais e vegetais representam também uma gama de produtos com forte implantação na produção industrial. Como exemplo aponta-se o óleo de soja, que por si só tem, actualmente, um elevado valor comercial. A produção de produtos saponificavéis (sabão e detergentes) representa também uma actividade industrial com grande impacto mundial. Os sabões são obtidos a partir de ácidos gordos naturais por neutralização com uma base. Os detergentes são produtos sintéticos com o mesmo efeito que os sabões e que têm vindo a substituir estes devido à grande procura de produtos saponificavéis e à falta de produtos naturais para fabricação de sabões.

Fr.T.09 UT.10

Nos produtos orgânicos é o petróleo, sem dúvida, o de maior importância, devido aos inúmeros derivados que é possível obter.


X . 1


IEFP · ISQ

Na destilação atmosférica obtêm-se vários subprodutos dos quais a gasolina e o fuel são os mais importantes. Por operações catalíticas é possível obter, a partir de fracções pesadas, outros compostos de maior valor comercial. Os subprodutos do petróleo são a matéria prima básica da Petroquímica. Nesta indústria podem-se obter produtos base para as indústrias de síntese referidas anteriormente. Os exemplos mais importantes são o etileno e o propileno. A madeira é a matéria orgânica natural base para inúmeras indústrias, na qual a mais importante é a da pasta de papel. Os dois processos de obtenção de pasta são de sulfito e de sulfato (kraft).Nos produtos alimentares salientam-se as indústrias do açúcar e do amido obtidos por processos de transformação industrial relativamente simples.

X . 2

Fr.T.09 UT.10

Resta ainda focar a importância de outras indústrias da Química Orgânica como os fertilizantes, insecticídas, fungicidas e herbicidas orgânicos.


IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

X.1

Combustíveis e sua utilização

Meios didácticos


• Expor o tema combustíveis e sua utilização.

30min

• Descrever os combustíveis e sua utilização. • Transparências X.1 a X.8. X.2

Coqueficação da hulha

• Expor o tema coqueficação da hulha.

30min

• Descrever a indústria/unidades de coqueficação da hulha.

• Transparências X.9 a X.12. X.3

Borracha

• Expor o tema borracha.

30min

• Descrever a indústria da borracha. • Transparências X.13 a X.14. X.4

Plásticos sintéticos

• Expor o tema plásticos sintécticos.

30min

• Descrever a indústria dos plásticos sintéticos. • Transparências X.15 a X.19. X.5

Fibras Têxteis artificiais e sintéticas

• Expor o tema fibras téxteis artificiais e sintéticas.

30min

• Descrever a indústria das fibras téxteis artificiais e sintéticas.

• Transparência X.20. X.6

Óleos, gorduras e ceras animais e vegetais

• Exposição teórica;

30min

• Descrição geral da indústria dos óleos, gorduras e ceras animais e vegetais;

Fr.T.09 UT.10

• Transparência X.21.


X . 3

IEFP · ISQ



Conteúdo

X.7

Sabão e detergentes sintéticos

• Expor o tema sabão e detergentes sintécticos.

Meios didácticos


• Descrever a indústria do sabão e detergentes sintéticos.


Petróleo e seus derivados

• Expor o tema petróleo e seus derivados.

30min

• Descrever a indústria do petróleo e seus derivados.


Petroquímica

• Expor o tema petroquímica

30min

• Descrever a indústria de petroquímica. • Transparências X.42 a X.44. X.10 Química Industrial da madeira

• Expor o tema química industrial da madeira.

30min

• Descrever a química industrial da madeira. • Transparências X.45 a X.48.

X.11 Açúcar e amido

• Expor o tema açucar e amido.

30min

• Descrever a indústria do açúcar e amido. • Transparência X.49. X.12 Fertilizantes orgânicos naturais

• Expor o tema fertilizantes orgânicos e naturais.

30min

• Descrever a indústria dos fertilizantes orgânicos naturais.

X.13 Insecticidas, fungicidas e herbicidas orgânicos

• Expor o tema insecticidas, fungicidas e

30min

herbicidas orgânicos.

• Descrever a indústria dos insecticidas, fungicidas e herbicidas orgânicos.

X . 4

Fr.T.09 UT.10

• Transparência X.50.


IEFP · ISQ



Conteúdo

X.14 Corantes

Meios didácticos


• Expor o tema corantes.

30min

• Descrever a indústria dos corantes. • Transparência X.51. X.15 Outros produtos orgânicos

• Expor o tema outros produtos orgânicos.

30min

• Descrever as outras indústrias da Química Orgânica.

• Transparência X.52. X.16 Outros produtos


2h00

X.17 Visita de estudo

• Visitar uma unidade fabril da química orgânica.

6h30

Fr.T.09 UT.10

Total :


16h00

X . 5


IEFP · ISQ


1. Quais os tipos de combustíveis principais que existem? • Carvões

• Petróleo e derivados • Gás natural 2. Como se pode caracterizar um carvão?

• Granulometria • Teor em cinzas • Teor em enxofre 3. Indique alguns produtos da destilação seca da hulha.

• Alcatrão • Amoníaco • Gás • Benzeno • Tolueno • Xileno 4. Qual a diferença entre borracha natural e sintética? A borracha natural é obtida a partir do latex da árvore da borracha. A borracha sintética é obtida a partir da polimerização do butadieno-estireno (SBR). 5. Como se pode obter um plástico?

• Por polimerização de monómeros: • Adição • Condensação • Abertura de anéis aromáticos seguida de adição. 6. Como define uma gordura natural?

X . 6

Fr.T.09 UT.10

São éteres de ácidos orgânicos.


IEFP · ISQ


7. Descreva a fabricação do sabão. O sabão é fabricado a partir da reacção de uma gordura com uma solução cáustica. Os óleos podem ser de côco, azeite, palma, etc. usando-se para o efeito caldeiras de tipo especial como é ilustrado na Fig. X.2. do guia de formando. 8. Indique a composição química elementar qualitativa do petróleo.

• Carbono • Hidrogénio • Enxofre • Azoto • Oxigénio Para mais detalhes ver tema petroquímica do guia de formando.

9. Qual o objectivo do “reforming” e do “platforming”? Aumentar a fracção de produtos de menor peso molecular a partir do petróleo. 10.Descreva a forma como é produzido o etileno e o propileno a partir de outros produtos orgânicos.

Fr.T.09 UT.10

A partir de propano, elano, gases de refinaria, cracking de hidrocarbonetos mais pesados.


X . 7

IEFP · ISQ



Combustíveis e sua utilização (continuação)

Combustíveis e sua utilização

Química Industrial

X.1

X.3

X.5


X . 8

X.4

Química Industrial

X.6


X.7

Química Industrial

X.8

Fr.T.09 UT.10

Química Industrial

Química Industrial



Química Industrial

X.2



Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Coqueficação da Hulha

Química Industrial

Coqueficação da Hulha (continuação)

X.9

Forno de coque Koppers - Becker

Química Industrial

X.11

Química Industrial

X.12

Borracha (continuação)

X.13

Química Industrial

X.14

Plásticos sintéticos (continuação)

Plásticos sintéticos

X.15

Química Industrial

X.16

Fr.T.09 UT.10

Química Industrial

X.10

Coqueficação da Hulha (continuação)

Borracha

Química Industrial

Química Industrial


X . 9

IEFP · ISQ




Química Industrial

X.17

X.19

Óleos, gorduras e ceras animais e vegetais

Química Industrial

X.20

X.21

Química Industrial

X.22


X.23

Química Industrial

X.24

Fr.T.09 UT.10

X . 10

Química Industrial


Caldeira de fabricação de sabão

Química Industrial

X.18

Fibras têxteis artificiais e sintéticas


Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ



Fracção do petróleo bruto

Química Industrial

X.25

X.27

Destilação de “crude” em duas etapas

Química Industrial

Química Industrial

X.28

Destilação em vácuo para obtenção de fracções lubrificantes

X.29

Química Industrial

X.30


Destilação em vácuo

X.31

Química Industrial

X.32

Fr.T.09 UT.10

Química Industrial

X.26

Destilação com uma etapa


Química Industrial

Química Industrial


X . 11

IEFP · ISQ


Cracking catalítico de leito fluizado

Condições de funcionamento do “cracking” térmico

Química Industrial

X.33

X.35

Unidade de platforming

Química Industrial

X.36

X.37

Química Industrial

X.38


X.39

Química Industrial

X.40

Fr.T.09 UT.10

X . 12

Química Industrial

Unidade de reforming

Condições de funcionamento nas unidades de reforming

Química Industrial

X.34

Condições de funcionamento do cracking catalítico

Cracking catalítico com transporte pneumático

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Petroquímica

Diagrama geral de refinação de óleos lubrificantes

Química Industrial

X.41

Esquema de obtenção de etileno e propileno a partir de etileno

Química Industrial

X.43

Química Industrial

X.44

Química industrial da madeira

X.45

Química Industrial

X.46


Diagrama de uma máquina de papel

X.47

Química Industrial

X.48

Fr.T.09 UT.10

Química Industrial

X.42

Processo Udex para purificação de hidrocarbonetos e aromáticos


Química Industrial

Química Industrial


X . 13

IEFP · ISQ


Insecticidas, fungicidas e herbicidas orgânicos

Açucar e Amido

Química Industrial

X.49

corantes

X . 14

X.50

Outros produtos orgânicos sintético

X.51

Química Industrial

X.52

Fr.T.09 UT.10

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ

Introdução à Indústria de Química Inorgânica

Fr.T.09 UT.11



IEFP · ISQ


RESUMO

O ácido sulfúrico é um produto de elevada viscosidade com diversos derivados e obtido a partir de enxofre, pirites e outros produtos derivados com enxofre. O processo das câmaras de chumbo é o processo mais usado e consiste num reactor de oxidação com gases nitrosos como catalisadores. No método de contacto os gases reagentes são activados por um catalisador sólido onde o dióxido de enxofre passa a óxido sulfúrico. Outro produto importante da Química Inorgânica é o amoníaco derivado azotado básico da Industria dos adubos. A maioria dos processos de fabricação usa o ferro activado como catalisador, uma pressão elevada e uma temperatura média. Outro derivado do azoto é o ácido nítrico obtido a partir da oxidação do amoníaco, reacção produzida a uma temperatura entre 800 e 900°C com um catalisador de metal nobre. Existem ainda outros derivados do azoto, como o nitrato de amónio, a ureia, o ácido cianídrico e o acrilonitrilo. O carbonato de sódio é um sal cuja fabricação foi iniciada por Solvay no século passado é obtida por reacção do bicarbonato de amónio com sal comum. A inovação deste processo consistiu na recuperação do amoníaco. O ácido clorídrico produz-se a partir de vários processos sendo necessário dissolvê-lo em água para o manter estável no estado líquido de forma a se poder usar. O sal de Glauber é o sulfato de sódio decahidratado obtido em cristalizadores usando-se muito na industria téxtil. A soda cáustica é um sólido que pode ser obtido por vários processos sendo o mais tradicional a reacção a quente do hidróxido de cálcio com carbonato de sódio.Outro processo é obtido por electrólise a partir de cloreto de sódio. As aplicações da soda cáutica são muitas e vão desde a pasta de papel aos sabões.Como subprodutos da electrólise do cloreto de sódio existem ainda o cloro e o hidrogénio.

Fr.T.09 UT.11

Outros produtos da indústria da química inorgânica são os fosfatos, fósforo, fertilizantes e sais potássicos.


XI . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

XI.1 Ácido sulfúrico e enxofre

• Expor o tema ácido sulfúrico e enxofre.

Meios didácticos


• Descrever a indústria de ácido, sufúrico e enxofre. • Transparência XI.1. XI.2 Derivados do azoto

• Expor o tema derivados do azoto.

1h00

• Descrever a indústria do amoníaco e dos produtos azotados;

• Transparências XI.2 a XI.7. XI.3 Carbonato de sódio

• Expor o tema carbonato de sódio.

30min

• Descrever a indústria de carbonato de sódio (Processo Solvay);

• Transparências XI.8 e XI.9. XI.4 Ácido clorídrico

• Expor o tema ácido clorídrico.

30min

• Descrever a indústria de ácido clorídrico. • Transparências XI.10 e XI.11. XI.5 Sal de Glauber

• Expor o tema Sal de Glauber.

30min

• Descrever fabricação de sal Glauber. • Transparências XI.12. XI.6 Soda cáustica

• Expor o tema soda cáustica.

30min

• Descrever os processos de fabricação de soda cáustica;

XI . 2

Fr.T.09 UT.11

• Transparências XI.13 a XI.15.


IEFP · ISQ



Conteúdo

XI.7 Fosfatos, fósforo, fertilizantes e sais potássicos

Meios didácticos


• Expor o tema fosfatos, fósforo, fertelizantes e sais potássicos.

30min

• Descrever a indústria de fosfatos e outros fertilizantes inorgânicos à base de fosfato.

• Transparência XI.16. XI.8 Explosivos químicos

• Expor o tema explosivos químicos.

30min

• Introduzir tema sobre a indústria dos explosivos. • Transparência XI.17.

XI.9 Exercícios

• Proceder à resolução das Actividade / Avaliação.

1h00

XI.10Vista de estudo

• Visitar unidades fabris de produtos de química

6h00

inorgânica.

Fr.T.09 UT.11

Total:


12h00

XI . 3

IEFP · ISQ



1. Quais os métodos de fabricação de ácido sulfúrico e em que principio se baseia? Método das câmaras de chumbo e método de contacto. Baseia-se na oxidação do dióxido de enxofre e reacção posterior com água. 2. Qual o papel do ácido nítrico no método das câmaras de chumbo? Como catalisador da reacção de oxidação do SO2 3. Que princípios básicos são aplicados na fabricação de amoníaco? Síntese a alta pressão e temperatura do azoto e do hidrogénio (ver tabela XI.1 do Manual do Formando sobre métodos de fabricação do amoníaco)

Métodos de fabricação de amoníaco

4. Que outros produtos inorgânicos azotados conhece e que sejam derivados do ácido nítrico? Ácido nítrico, nitratos. 5. Descreva o processo Solvay para a fabricação de carbonato de sódio? O processo consiste em fazer reagir bicarbonato e amónio com uma solução concentrada de sal comum originando carbonato de sódio, sendo recuperado o amoníaco. 6. Qual a massa de ácido clorídrico que se pode obter em 710 gr de cloro?

XI . 4

Fr.T.09 UT.11

Após os métodos de combustão do cloro obtido pelo método de electrólise (ver tema soda cáustica e cloro do guia do formando) obtem-se uma massa de ácido clorídrico de 730gr.


IEFP · ISQ



Métodos de fabricação de amoníaco

Isométrica de câmaras de chumbo

Química Industrial

XI.1

XI.3

XI.5

XI.4

Química Industrial

XI.6

Processo Solvay fabricação de carbonato de sódio com amoníaco

Cloreto de sódio

XI.7

Química Industrial

XI.8

Fr.T.09 UT.11

Química Industrial

Química Industrial

Derivados do azoto

Diagrama de fabricação de nitrato de amónio

Química Industrial

XI.2

Métodos de fabricação de ácido nítrico

Reactor de amoníaco

Química Industrial

Química Industrial


XI . 5

IEFP · ISQ


Ácido clorídrico

Forno Manheim para produção de sulfato de sódio com ácido clorídrico como subproduto

Química Industrial

XI.9

XI.11

Célula electrolítica para electrólize de soluções aquosas para cloreto de sódio

Química Industrial

XI.12

XI.13

Química Industrial

XI.14

Fosfato, fósforo, fertelizantes e sais potássicos

XI.15

Química Industrial

XI.16

Fr.T.09 UT.11

XI . 6

Química Industrial

Célula Hooker tipo “S-3B”

Soda cáustica e cloreto

Química Industrial

XI.10

Sal de Glauber

Sistema de absorção de ácido clorídrico

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ


Explosivos químicos

XI.17

Fr.T.09 UT.11

Química Industrial


XI . 7

IEFP · ISQ

Introdução à Biotecnologia

Fr.T.09 UT.12



IEFP · ISQ


RESUMO

Um dos aspectos relacionados com a Biotecnologia é a produção de materiais orgânicos biológicos usados na Indústria Farmacêutica também muitas vezes chamada Química Fina. A produção de organismos patológicos põe problemas acrescidos relacionados com a segurança das pessoas como do rendimento das reacções que pode ser afectada pelo meio ambiente. O reactor característico da biotecnologia é o fermentador onde se processam as transformações químicas. Os componentes em cobre são evitados porque têm uma fraca resistência à corrosão.A transferência de fluídos é feita por pressurização de modo a evitar “acidentes” susceptíveis de provocar contaminação; do mesmo modo as válvulas são evitadas sendo condição necessária para a sua utilização o serem facilmente desmontáveis em operações de manutenção simples. A esterilização é a operação que se associa às reacções de biotecnologia para aumentar o rendimento das tranformações, e pode ser feito por vários processos sendo o mais comum por filtração.

Fr.T.09 UT.12

Outra operação associada à biotecnologia é a recuperação dos produtos bioquímicos sendo o investimento cerca de quatro vezes superior à fase de fermentação, como, por exemplo para uma unidade de produção de antibióticos.


XII . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

XII.1 Reactores bioquímico

Meios didácticos

• Expor o tema reactores bioquímicos.


• Apresentar biotecnologia, reactores bioquímicos e outros aspectos fundamentais desta área;

• Transparências XII.1 a XII.5. XII.2 Esterilização

• Expor o tema estrelização.

1h00

• Descrever os objectos da esterilização e exemplos.

• Transparências XII.6 e XII.7. XII.3 Recuperação de produtos bioquímicos

• Expor o tema recuperação de produtos

1h00

bioquímicos.

• Descrever a operação de recuperação de produtos químicos.

• Transparência XII.8.

XII . 2


1h00

Total:

6h00

Fr.T.09 UT.12

XII.4 Exercícios


IEFP · ISQ



1. Defina o que é uma fermentação e em que moldes se processa? É uma reacção obtida num fermentador e que é activada biologicamente, sendo conveniente processar-se em meios assépticos. 2. Descreva resumidamente o que é um fermentador? É um reactor para fermentações que permite o contacto líquido-gás, a mistura, a transferência de calor, a medição contínua de concentrações, o controlo de espuma e a alimentação de nutrientes ou reagentes com controladores de pH de maneira a não permitir a contaminação de microorganismos.

Fermentador

3. Porque razão é que se deve evitar o uso de bombas ou outros “acidentes” em instalações bioquímicas? Devido ao risco de contaminação. 4. De que modo se processa a esterilização?

Fr.T.09 UT.12

É um processo associado às reacções de biotecnologia de modo a isolar o meio do ambiente circundante e possibilitar deste modo um aumento do rendimento das reacções.


XII . 3

IEFP · ISQ



Fermentador

Reactores Bioquímicos

Química Industrial

XII.1

XII.3

Fermentador horizontal

Química Industrial

XII.4

XII.5

Química Industrial

XII.6

Recuperação de produtos bioquímicos

IV.7

Química Industrial

IV.8

Fr.T.09 UT.12

XII . 4

Química Industrial

Esterelização

Esterelização

Química Industrial

XII.2

Fermentador rotativo

Fermentação de ascenção (cilindro concêntrico e cilindro com reciclagem externa

Química Industrial

Química Industrial


IEFP · ISQ

Anexo I - Introdução ás Unidades de Dimensão

Fr.T.09 A.I

Anexo I - Introdução às Unidades de Dimensão


IEFP · ISQ


RESUMO

As unidades e dimensões são a base para os cálculos de Engenharia, em especial, de Engenharia Química. A utilização de unidades e dimensões obriga a que haja alguma coerência de modo que, o resultado de um cálculo de Engenharia, possa ter validade. Até ao século XIX, não existia uniformidade nas unidades, sendo o sistema métrico o que maior disseminação teve no século XX. Com excepção dos EUA, todos os países adoptam, actualmente, o SI, ou Sistema Internacional. Ainda hoje, dentro dos sistemas métricos, o CGS é bastante usado, embora o SI tenda a ser usado mais universalmente. O mole é a unidade que define a quantidade de substância que contém um número de entidades elementares igual ao número de átomos em 0,012 Kg de carbono. A densidade é a razão da massa por unidade de volume e expressa-se, por exemplo, em Kg/m3. O peso específico é uma razão adimensional entre a massa de determinado volume e o mesmo volume de uma substância de referência. O volume específico é o inverso do peso específico. Define-se fracção molar como a razão do número de moles de uma dada substância e número de moles total. A concentração define-se em várias unidades e consiste na quantidade de um certo soluto, numa dada quantidade fixa. A temperatura é um conceito que define o quão frio ou quente um dado material se encontra. Existem vários métodos de medir a temperatura.

Fr.T.09 AI.01

A pressão é definida como a força por unidade de área e pode ser medida por manómetros. Os manómetros de referência são, normalmente, de mercúrio.


AI . 1

IEFP · ISQ


PLANO DAS SESSÕES


Conteúdo

AI.1 Unidades e dimensões

• Expor o tema unidades e dimensões.

Meios didácticos


• Enunciar as unidades de dimensões, dar exemplos.

• Enunciar o conceito de dimensão. • Exemplo AI.1. • Definir Sistemas de Unidade. • Conceito básico de Unidades, múltiplos e submultiplos. AI.2 Conceito de Mole

• Expor o tema conceito de mole.

30min

• Definir o conceito de Mole. • Converter unidade Mole em Massa (peso molecular).

• Resolver dois dos exercícios propostos. AI.3 Densidade

• Expor o tema densidade.

30min

• Definir o conceito de Densidade. AI.4 Peso Específico

• Expor o tema peso específico.

AI.5 Volume Específico

• Expor o tema volume específico.

AI.6 Fracção molar e fracção de peso

• Expor o tema fracção molar e fracção de peso.

30min

• Definir o conceito de Peso Específico. 30min

• Definir o conceito de Volume Espacífico. 30min

• Definir o conceito de Fracção Molar e Fracção

AI . 2

Fr.T.09 AI.01

de peso.


IEFP · ISQ



Conteúdo

Meios didácticos


AI.7 Unidades de n.6 Unidades deo tema unidades de concentração. • Expor concentraçãoConcentração • Enunciar o conceito de concentração.

30min

• Enunciar alguns Exemplos. AI.8 Temperatura

• Expor o tema temperatura.

30min

• Definir o conceito de Temperatura. • Identificar as técnicas mais comuns. • Descrever alguns aparelhos utilizados na medição da Temperatura. AI.9 Pressão

• Expor o tema pressão.

1h00

• Definir o conceito de Pressão. • Definir o conceito de Medição de Pressão. • Descrever alguns aparelhos utilizados na sua medição.


1h00

Total:

7h00

Fr.T.09 AI.01

AI.10 Exercícios


AI . 3


IEFP · ISQ


1. Converta 25 gal/h em l/s. 25 gal/h = 25x4,0135l/3600s = 0,02787 l/s 1ft3 = 7,48gal 33,31ft3 = 1000l 2. No sistema SI o peso de homem de 180 lb na superfície terrestre é de: (a) 801 N (b) 81,7 Kg (c) nenhum destes valores (d) ambos os valores (b) 81,7 Kg 3. Qual o peso molecular da água. H2O; peso atómico do hidrogénio é 1 e do exigénio é 8; o peso molecular será 1x2+16=18 4. Quantas moles ou moles grama existem em 180 gramas de água? Mole-grama = massa em gr/ peso molecular = 10 moles 5. Qual a densidade da água à temperatura ambiente? A Densidade da água à temperatura ambiente é de 1000Kg/m3 6. Numa mistura de metano, etano e propano líquidos existem as seguintes percentagens ponderais (em peso): metano 20% etano 40% propano 40% Calcular para esta mistura o seguinte: (a) as fracções em peso (b) as fracções molares (c) as percentagens molares (d) o peso molecular médio metano -peso molecular 16 (CH4) etano - peso molecular 30 (C2H3)

AI . 4

Fr.T.09 AI.01

propano - peso molecular 44 (C3H8)


IEFP · ISQ


(a) 0,2; 0,4; 0,4 (b) Cálculo número de mol e fracção molar Metano 20/16 = 1,25 fracção molar - 0,36 Etano 40/30 = 1,33 fracção molar - 0,38 Propano 40/44 = 0,91 fracção molar - 0,26 Número total de mol = 3,49 (c) 36%; 38%; 26% (d) peso molecular médio P = 16x0,36+30x0,38+44x0,26=28,6 7. Quais são os pontos de referência das escalas Celsius e Fahrenheit? Os pontos de referência das duas escalas é o ponto 0ºC e o ponto 32ºF. 8. Converta 100 mm Hg em bar e psi. 1bar

14,696 PSI

100mm Hg

0,132bar

1,934 PSI

Fr.T.09 AI.01

760mm Hg


AI . 5

IEFP · ISQ

C - Avaliação

Fr.T.09

C - Avaliação


IEFP · ISQ

Testes

Fr.T.09

Testes


IEFP · ISQ

Pré-Teste

Formador:

Data:

Classificação:

Local:

Rubrica:

Pré-Teste de Química Industrial Nome: (Maiúsculas)

1. Qual é a massa molecular média do ar, admitindo que este é apenas constituido por azoto e oxigénio? 2. Qual é a massa molecular média admitindo que a húmidade do ar é de 1% (em peso)? 3. Calcule a molécula grama dos seguintes compostos - Ácido sulfúrico - Água - Etano - Metano - Eteno - Hidrogénio - Buteno - Hidrogénio nascente - Ácido nítrico - Butano - Propano - Propeno

Fr.T.09

4. Apresente as fórmulas desenvolvidas dos compostos anteriormente referidos.


1/1

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Teste

Formador:

Data:

Classificação:

Local:

Rubrica:

Teste de Química Industrial Nome: (Maiúsculas)

1. O que entende por "flow sheet"? 2. Dê exemplos de indústrias que usem a moagem. 3. Qual o tipo de peneiros que conhece. 4. O que entende por ciclone? 5. O que entende por filtração? 6. O que são caldeiras? 7. Dê exemplos de indústrias que apliquem a destilação com operação unitária. 8. Qual a diferença entre absorção e adsorsão? 9. Que principais tipos de combutíveis existem? 10.Quais são os constituintes do amoníaco e como é fabricado?

Fr.T.09

11. O que entende por um reactor bioquímico?


1/1

IEFP · ISQ

Resolução dos Testes

Fr.T.09

Resolução dos Testes


IEFP · ISQ

Resolução do Pré-Teste

RESOLUÇÃO DO PRÉ-TESTE

1. Qual é a massa molecular média do ar, admitindo que este é apenas constituido por azoto e oxigénio?

MM (O2) = 2X16 = 32

Fracção volúmica de oxigénio no ar = 20%

MM (N2) = 2X14 = 28

Fracção volúmica de azoto no ar = 20%

MM (Av) = MM (O2) X 0,2 +MM (N2) X 0,8 = 28,9

2. Qual é a massa molecular média admitindo que a húmidade do ar é de 1% (em peso)?

MM (ar húmido) MM (H2O) = 2+16 =18 MM (ar) = 28,9 Em 100g de ar húmido, 1g é de água (H2O) e 99g são de ar seco. V H2O = 1gr x 22,4 = 18 V Ar seco = 99 x 22,4 = 28,9 Volume total = V H2O + V Ar seco = (H2O) Fracção Volúmica = V H2O + V Ar seco = ( f Ar seco) Fracção volúmica ou ar seco = V Ar seco VE MM = (Ar 1& húmido adl) = H2O x 18 + f H2O x 18 + f Ar seco x 28,9 =

VE

3. Calcule a molécula grama dos seguintes compostos - Ácido sulfúrico - Água

Fr.T.09

- Etano

Química Indústrial Guia do Formador

1/4

IEFP · ISQ


- Metano - Eteno - Hidrogénio - Buteno - Hidrogénio nascente - Ácido nítrico - Butano - Propano - Propeno

H2 SO4

= 2 X 1+ 32 + 4 X 16 = 96g

- Água

H2O

= 2 X 1+ 16 = 18g

- Etano

C2 H6

= 2 X 12 + 6 X 1 =30g

- Metano

CH4

= 12 + 4 X 1 = 16g

- Eteno

C2 H4

= 2 X 12 + 4 X 1 = 28g

- Hidrogénio

H

= 2 X 1 = 2g

- Buteno

C4 H

= 2 X 12 + 8 x 1 = 56g

- Hidrogénio nascente

H

= 1 = 1g

- Ácido nítrico

HNO3

= 1 + 14 + 3 x 16 = 63g

- Ácido Clorídico

HCL

= 1 + 35,5 = 36,5g

- Butano

C4H1

= 4 x 12 + 10 x 1 = 58g

- Propano

C3H8

= 3 x 12 + 8 = 44g

- Propeno

C3H8

= 3 x 12 + 6 x 1 = 42g

2/4

Fr.T.09

- Ácido sulfúrico


IEFP · ISQ


4. Apresente as fórmulas desenvolvidas dos compostos anteriormente referidos.

Ácido Sulfúrico O

Etano

O-H H

S

H

H

H

C

C

C

H

H

H

H

O-H

O

Àgua

Metano H

H C

H

O

H

H H

Buteno

Eteno

H

H

H

H

H ou

C=C

C=C CH3

H

C2 H 5

H

H

H-H

Hidrogénio Nascente

Ácido clorídrico

H.

H - Cl

H

H

H

H

H

H

C

C

C

C

H

H

H

H

H

Fr.T.09

O

O

H

Butano

O N

C

H

Hidrogénio

Ácido Nítrico

H

C


3/4

IEFP · ISQ


Propano

4/4

H

H

H

C

C

C

H

H

H

H

ou

C=C H

H

H

H

CH 3

H

C

H

H

Fr.T.09

H

Propeno


IEFP · ISQ

Resolução do Teste

Formador:

Data:

Classificação:

Local:

Rubrica:

Resolução do Teste de Química Industrial Nome: (Maiúsculas)

1. O que entende por "flow sheet"? É uma representação gráfica (diagrama) onde estão resumidas todas as operações de uma unidade fabril. 2. Dê exemplos de indústrias que usem a moagem. Indústria alimentar Cimentos Cerâmica 3. Qual o tipo de peneiros que conhece. Rotativos Ondulatórios Vibratórios 4. O que entende por ciclone? São equipamentos de sedimentação de partículas em gases (ou efluentes gases), com corpo cilíndrico e troncocónico. Os gases entram tangencialmente e percorrem um trajecto circular; as partículas sólidas depositamse no fundo troncocónico, saindo o gás pela parte superior. 5. O que entende por filtração?

Fr.T.09

É uma operação em que as partículas de diversas granulometrias em suspensão num líquido são separadas por meio de um físico (filtro/peneiro).


1/1

Resolução do Teste

IEFP · ISQ

6. O que são caldeiras? São sistemas de produção de vapor constituídos por um sistema de tubos, onde a água circula por convecção e é aquecida por gases porvenientes de uma combustão. 7. Dê exemplos de indústrias que apliquem a destilação com operação unitária. Indústria alimentar Refinação de petróleo Indústria petroquímica 8. Qual a diferença entre absorção e adsorsão? A absorção é um fenómeno associado à extracção em que o fluído é retido por um sistema físico, como por exemplo uma solução. A adsorsão consiste numa retenção de moléculas de gases ou líquidos à superfície de sólidos. A ligação ao sólido pode ser de tipo físico ou químico. 9. Que principais tipos de combutíveis existem? Carvões Petróleos e derivados Gás Natural Biomassa 10.Quais são os constituintes do amoníaco e como é fabricado? Azoto (N) Hidrogénio (H) Molécula amoníaco NH3 O amoníaco é fabricado por síntese a alta pressão e temperatura num reactor específico (reactor de síntese de amoníaco). 11. O que entende por um reactor bioquímico?

2/1

Fr.T.09

É um fermentador onde se processam transformações químicas, usados sobretudo na indústria farmacêutica.


Química Industrial

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