Processos de Separação I

Objectivos

Pretende-se que os estudantes adquiram competências e capacidades que lhes permitam:

- Compreender os conceitos fundamentais dos processos de separação de engenharia química controlados pelo equilíbrio termodinâmico: Absorção gás/líquido, Destilação, Extracção líquido-líquido, Humidificação e Secagem.

- Dimensionar o equipamento a usar nos diferentes processos estudados.

Caracterização geral

Código

7319

Créditos

6.0

Professor responsável

Isabel Maria Rola Coelhoso, Pedro Miguel Calado Simões

Horas

Semanais - 4

Totais - A disponibilizar brevemente

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

A disponibilizar brevemente

Bibliografia

1. Wankat, P.C.,"Equilibrium Staged Separations", Blackie Academic & Professional, Glasgow, UK, 1990.

2. Treybal, R.E., "Mass Transfer Operations" McGraw Hill Inc.,Tokyo, Japão, 1981.

3. Gomes de Azevedo, E., "Engenharia de Processos de Separação", IST Press, 2013

4. Rousseau, R.W. “Handbook of Separation Process Technology”, Wiley 1987

Método de ensino

O ensino baseia-se em aulas teóricas e aulas práticas de utilização do programa ASPEN. Nas aulas teóricas são leccionadas as matérias da UC de acordo com o seu programa e, sempre que justificável, resolvidos exercícios de aplicação dos conceitos introduzidos. Nas aulas práticas, os alunos, constituídos em grupos, resolverão uma série de exercícios de processos de separação mais complexos.

Método de avaliação

A avaliação contínua da disciplina é constituída por duas componentes:

 1. Realização de dois testes, cada um valendo 35% da nota final. O primeiro teste abrange a matéria dos capítulos 1 e 2 do programa da disciplina (Extracção por solventes e Absorção gasosa). O segundo teste abrange a matéria dada nos restantes capítulos ( Destilação, Humidificação e Secagem).

A duração de cada teste é de 1 hora e meia. Cada teste é avaliado de 0 a 20 valores. A avaliação é individual e sem consulta. É exigida uma classificação mínima de 10 (9.5) valores, na escala de 0 a 20, na média aritmética simples das notas dos dois testes.

2. Realização e apresentação de trabalho (a realizar em grupo). Resolução de problema prático de um processo de separação usando a ferramenta computacional ASPEN. Conta para 30% da nota final. É exigida uma classificação mínima de 10 (9.5) valores, na escala de 0 a 20, nesta componente de avaliação.

Caso o aluno não tenha aprovação na 1ª componente da avaliação (Realização dos dois testes) ou opte por não a fazer, terá direito a ir a exame de recurso. É exigida uma classificação mínima de 10 (9.5) valores, na escala de 0 a 20, na nota do exame.

Ressalva-se que quer o aluno opte pela realização dos testes ou pelo exame de recurso, será SEMPRE obrigatória a realização da 2ª componente da avaliação da disciplina, isto é, a realização e apresentação do trabalho em ASPEN.

 

Nota final da disciplina: média ponderada das classificações obtidas nas duas componentes de avaliação de acordo com a seguinte fórmula:

     Nota final = 0.35 × Nota 1º Teste + 0.35 × Nota 2º Teste + 0.30 × Nota Trabalho

As notas dos dois testes e do trabalho são arredondadas às décimas. A nota final, arredondada ao número inteiro superior mais próximo, deverá ser superior ou igual a 10 valores para aprovação na disciplina.

Conteúdo

Processos de separação regulados pelo equilíbrio termodinâmico.

Extracção Líquido- líquido. Critérios de selecção de solventes. Coordenadas triangulares e rectangulares. Tipos de equilíbrio líquido-líquido. Contacto por andares: Extracção multi-etapas com correntes cruzadas e em contra-corrente. Extracção com solventes imiscíveis. Refluxo. Extracção de misturas multi-componentes. Contacto contínuo: Colunas de enchimento; Equipamento.

Absorção Gasosa. Lei de Henry e de Raoult. Operação em contra-corrente e em co-corrente. Conceito de caudal mínimo de operação e de etapa teórica. Determinação de número de etapas teóricas. Conceito de unidade de transferência de massa. Determinação da altura de enchimento. Equipamento de absorção. Critérios de dimensionamento e operação.

Destilação. Diagramas de equilíbrio líquido–vapor e de entalpia-composição. Destilação fraccionada - métodos de McCabe-Thiele e Ponchon-Savarit. Operações com refluxo. Cálculo do número de etapas de equilíbrio. Eficiência de uma etapa. Destilação de misturas não ideais. Destilação descontínua. Equipamento.

Humidificação. Processos de humidificação e desumidificação. Dimensionamento de operações de contacto ar/água. Equipamento.

Secagem. Mecanismos de movimento de água em sólidos: transporte por capilaridade e por difusão. Secagem descontínua. Curvas de velocidade de secagem. Secagem contínua. Dimensionamento de equipamento.

Introdução à ferramenta computacional  Aspen+.  Resolução de um exercício de destilação multicomponente e de uma coluna de extracção por solventes utilizando o Aspen.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: