Disciplina Discipline PQI5869
Fundamentos de Processos de Separação
Fundamentals of Separation Processes

Área de Concentração: 3137

Concentration area: 3137

Criação: 14/08/2023

Creation: 14/08/2023

Ativação: 14/08/2023

Activation: 14/08/2023

Nr. de Créditos: 8

Credits: 8

Carga Horária:

Workload:

Docentes Responsáveis:

Professors:

José Luis de Paiva

Marcelo Martins Seckler

Pedro de Alcântara Pessoa Filho

Objetivos:

Dar ao aluno uma visão integrada sobre operações de separação na indústria química e correlatas, com ênfase na seleção de métodos de separação. Operações de separação serão descritas em temos dos fenômenos fundamentais de termodinâmica, transporte de massa a acoplados a balanços de massa e energia. O aluno deverá, ao final do curso, ser capaz de selecionar métodos de separação para situações específicas, bem como projetar um equipamento de separação.

Objectives:

To offer an integrated overview of separation operations in the chemical and related industries, with emphasis on the selection of separation methods. Separation operations will be described in terms of fundamental phenomena, namely thermodynamics and mass transfer coupled to mass and energy balances. At the end of the course he student will be able to select separation methods for specific situations as well as to design a separation equipment.

Justificativa:

Processos de separação são importantes na indústria química. Num processo industrial típico, três a seis unidades de separação são empregadas para cada seção de reação. Elas desempenham diversas funções, tais como concentrar a alimentação, purificar o produto, recuperar solventes e tratar efluentes e resíduos. O conhecimento de separações é também importante para o uso responsável de recursos naturais, pois uma operação eficiente reduz o consumo de energia e a quantidade material recirculado, bem como promove o aproveitamento racional dos componentes valiosos das matérias primas. As crescentes pressões por processos sustentáveis promoveu recentemente um expressivo desenvolvimento no campo dos processos de separação. Métodos clássicos como a destilação e a cristalização são hoje melhor dominados, enquanto processos inovadores ocupam espaço maior na indústria, como separações por membranas, cromatografia e extração supercrítica. Por outro lado, as rápidas transformações sociais apresentam novos problemas de separação ligados a novos produtos em sistemas complexos.

Rationale:

Separation operations are important in the chemical and related industries. In a typical industrial process, three to six separation operations are applied for each reaction section. They play several roles, such as to concentrate the feed, to purify a product, to recover a solvent and to treat effluents and wastes. The knowledge about separations is also important for the responsible use of natural resources, as an efficient operation reduces the energy consumption, reduces the amount of material being recirculated and promotes the rational use of valuable components in raw materials. The growing pressure for sustainable processes has recently promoted the developments in the field of separation processes. Classical methods such as distillation and crystallization are nowadays better understood, whereas novel processes gain more space in industry, such as membrane operations, chromatography and supercritical extraction. On the other hand, rapid social transformations bring new separation problems related to new products and complex systems.

Conteúdo:

1. INTRODUÇÃO. 1.1. Princípios comuns aos métodos de separação. 1.2. Separações heterogêneas 1.3. Separações homogêneas. 1.4. Análise das separações: rendimento, pureza e fator de separação 1.5. Papel da termodinâmica e do transporte de massa. 2. SELEÇÃO DE MÉTODOS DE SEPARAÇÃO. 3. TERMODINÂMICA APLICADA A SEPARAÇÕES. 4. FENÔMENOS DE TRANSPORTE APLICADOS A SEPARAÇÕES. 5. DESENVOLVIMENTO DE ESTUDOS DE CASO.

Content:

1. INTRODUCTION. 1.1 Principles common to separation methods. 1.2 Heterogeneous separations. 1.3 Homogeneous separations. 1.4 Separation analysis: yield, purity and separation factor. 1.5 Role of thermodynamics and mass transfer. 2. SELECTION OF SEPARATION METHODS. 3. THERMODYNAMICS APPLIED TO SEPARATIONS. 4. TRANSPORT PHENOMENA APPLIED TO SEPARATIONS. 5. DEVELOPMENT OF CASE STUDY'S

Forma de Avaliação:

Avaliação baseada em relatórios escritos, apresentação oral e em exercícios.

Type of Assessment:

Assessment based on written reports, oral presentations and exercises.

Bibliografia:

Seader JD and Henley, Separation Process Principles, 3a Ed., John Wiley and Sons, Inc, NY, 2011. Woods, DR, Process Design and Engineering Practice, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1995. Lewis, Seckler, Kramer & van Rosmalen, Industrial Crystallization, Fundamentals and Applications, Cambrigde Univ. Press, 2015. Richardson JF, Harker JH, Backhurst JR, Coulson and Richardson's Chemical Engineering, Volume 2, Butterworth Heinemann, 2002. Sinnott RK, Coulson and Richardson's Chemical Engineering, Volume 6, Butterworth Heinemann, 2003. Khoury FM, Multistage Separation Processes, 3rd Ed. CRC Press, 2005. McCabe W, Smith J, Harriot P, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th Ed., McGraw Hill, 2004. Geankoplis, Transport Processes and Separation Process Pirnciples, 4th ed., Prentice Hall, 2003. Cremasco, M.A. Fundamentos de transferência de massa, Blucher, 3a Ed., 2015. Mersmann A, Kind M, StichlmairJ, Thermal separation Technology: principles, methods, process design, Springer, 2011. Pabby AK, Rizvi SSH, Sastre AM, Handbook of Membrane Separations: chemical, pharmaceutical, food and biotechnological applications, CRC Press, 2009. Drioli E, Giorno L, Membrane operations: innovative separations and transformations, Wiley, 2009. Kister, Distillation Design, Mc Graw Hill, 1992.

Bibliography:

Seader JD and Henley, Separation Process Principles, 3a Ed., John Wiley and Sons, Inc, NY, 2011. Woods, DR, Process Design and Engineering Practice, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1995. Lewis, Seckler, Kramer & van Rosmalen, Industrial Crystallization, Fundamentals and Applications, Cambrigde Univ. Press, 2015. Richardson JF, Harker JH, Backhurst JR, Coulson and Richardson's Chemical Engineering, Volume 2, Butterworth Heinemann, 2002. Sinnott RK, Coulson and Richardson's Chemical Engineering, Volume 6, Butterworth Heinemann, 2003. Khoury FM, Multistage Separation Processes, 3rd Ed. CRC Press, 2005. McCabe W, Smith J, Harriot P, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th Ed., McGraw Hill, 2004. Geankoplis, Transport Processes and Separation Process Pirnciples, 4th ed., Prentice Hall, 2003. Cremasco, M.A. Fundamentos de transferência de massa, Blucher, 3a Ed., 2015. Mersmann A, Kind M, StichlmairJ, Thermal separation Technology: principles, methods, process design, Springer, 2011. Pabby AK, Rizvi SSH, Sastre AM, Handbook of Membrane Separations: chemical, pharmaceutical, food and biotechnological applications, CRC Press, 2009. Drioli E, Giorno L, Membrane operations: innovative separations and transformations, Wiley, 2009. Kister, Distillation Design, Mc Graw Hill, 1992.

Tipo de oferecimento da disciplina:

Presencial

Class type:

Presencial