Exemplos de aplicação do Simulador de Processos ASPEN PLUS

V. Operações sólido - fluido

Da secção de reacção de um determinado processo de produção de um polímero resulta uma corrente em que se pretende separar o polímero. A corrente é uma mistura de acetona e um polímero com a seguinte distribuição de tamanhos:

Intervalo

Tamanho (MU)

Fracção

1

0,0

20,0

0

2

20,0

40,0

0

3

40,0

60,0

0

4

60,0

80,00

0

5

80,0

100,0

0

6

100,0

120,0

0,2

7

120,0

140,00

0,3

8

140,0

160,0

0,3

9

160,0

180,0

0,2

10

180,0

200,0

A especificação da corrente de alimentação à secção de separação é dada na seguinte tabela.

Temperatura (ºC)

40

Pressão (atm)

1

Caudal de acetona (kg/h)

45400

Caudal de polímero (kg/h)

4500

Dados para o polímero: Cp=0.45 cal/g/K; r(ró)=80 lb/ft3; Dp=0.1 mm

  1. Numa primeira fase, proceda à separação do polímero recorrendo a um hidrociclone. Admita que a eficiência é 95% e uma perda de pressão máxima de 0,35 bar. Considere um diâmetro máximo  de 50 cm.
  1. A corrente com o polímero é, posteriormente, lavada com H2O para remoção da acetona. A lavagem faz-se em contra-corrente em três andares. Efectue a simulação utilizando 30000 kg./h de água a 40 ºC e 1 atm. Admita uma eficiência de mistura de 99% e uma razão líquido/sólido de 2.

a) Determine o caudal de água necessária para remover 98,5% da acetona.
  1. A mistura que contém o polímero é completamente seca num secador usando azoto a 180 ºC e 10 atm. Efectue a simulação utilizando 170000 kg/h de azoto.

    4. Projecte um ciclone de média eficiência, por forma a obter uma eficiência global de 99%, com uma perda de pressão máxima de
        0.03 bar.

    5. Efectue uma análise de sensibilidade ao caudal de azoto.

  

 

Plano de resolução

 

  1. Com os valores de caudais de polímero e de acetona 100 vezes superiores aos anteriores resolva os pontos 1. e 2.. Em alternativa ao proposto em 3. e 4. projecte um filtro rotativo de vácuo de modo a obter um polímero com uma fracção de sólido de 95%. Admita que a queda de pressão máxima é de 100 mmHg, que a velocidade de rotação do filtro é igual a 10 r.p.m e que a razão comprimento:diâmetro é de 1,5. Analise os resultados em termos das variáveis de projecto do filtro.

            a) Analise a influência do diâmetro do filtro na  queda de pressão.

 

Plano de resolução

 

 

 

M. G. Bernardo-Gil
 (1998/99 - 2005)