UFBA ORGÃO SUPERINTENDÊNCIA ACADÊMICA SECRETARIA GERAL DOS CURSOS PROGRAMA DE DISCIPLINA UNIDADE: ESCOLA POLITÉCNICA DEPARTAMENTO: ENGENHARIA QUÍMICA CÓDIGO: ENG 363 DISCIPLINA NOME: PROJETO E PLANEJAMENTO DA INDÚSTRIA QUÍMICA TEÓRICA 60 CARGA HORÁRIA CRÉDITOS ASSINATURA DO CHEFE DO DEPARTAMENTO ANO PRÁTICA ESTÁGIO TOTAL 60 4 1998 EMENTA 1- Familiarizar o estudante de engenharia química com métodos empregados em engenharia de processos. 2- Sedimentar os conhecimentos de dimensionamento de equipamentos empregados pela industria química OBJETIVOS Capacitar o estudante de engenharia química a Ter uma visão global de um empreendimento, desde a sua concepção básica até a sua operação plena enfocando as várias fases com ênfase nos aspectos técnicos e econômicos. METODOLOGIA Exposição usando quadro negro e retroprojetor Trabalhos envolvendo projetos CONTEUDO PROGRAMATICO SÍNTESE DE ALTERNATIVAS POSSÍVEIS Diagrama esquemático para a criação de alternativas possíveis Conhecimento do problema original Definição do problema original Reunião de todos os dados conhecidos Criação de alternativas específicas Seleção das alternativas Solução de engenharia Solução detalhada para o problema original sob a forma de um plano de ação A NECESSIDADE DE UM PROJETO ESPECIFICO Estudos de alguns tipos de empreendimentos
INTRODUÇÃO Á ENGENHARIA DE PROJETOS Definição do empreendimento Localização física Capacidade de processamento Tipo de processo e tecnologia a ser usada Gerência do empreendimento Definição das áreas que compõem o empreendimento Projeto básico Projeto mecânico Projeto de instrumentação Projeto elétrico Projeto Civil Projeto dos Sistemas Auxiliares Detalhamento das áreas que compõem o empreendimento ETAPAS DE UM PROJETO Projeto Conceitual Projeto Básico Projeto de detalhamento Aquisição de material Construção e montagem Atualização de documentos Pré-operação Operação Assistida Avaliação dos resultados O que se espera de cada etapa do projeto CONCEITOS DE: Fluxogramas Diagramas de bloco Fluxogramas de processo ou diagrama de fluxo Fluxograma de energia Fluxograma combinado de processo e engenharia Fluxograma de utilidades Fluxogramas especiais Plantas Planta baixa Planta de arranjo dos equipamentos Lay-out Funções do Lay-out Informações necessárias à construção do lay-out Simbologia Representações e identificações padronizadas Desenho isométricos Construção de isométricos ESTRUTURA DE SISTEMA
Um sistema e seus sub-sistemas Interação de sistemas A interação das partes levando à otimização do todo Problema típico/otimização de uma planta de processo na busca de um maior produtividade Variáveis de projeto/graus de liberdade ou variância Definições de projetos manipulados pelo engenheiro Relações de restrição Relações intrínsecas Conceitos de elemento/unidade/processo Análise dos elementos típicos Determinação do número de variáveis de projeto dos seguintes elementos: Corrente homogênea única Divisor de fluxo Estágio de equilíbrio simples Estágio de alimentação Estágio com retirada lateral Bomba Aquecedor ou resfriador Condensador e refervedor total Condensador e refervedor parcial Tambor de Flash Trocador de calor Determinação do número de variáveis de projeto para as seguintes unidades Unidade simples de absorção ou extração Coluna de extração com duas alimentações e refluxo de rafinado Coluna de destilação com uma alimentação, condensador total e refervedor parcial Coluna de destilação com uma alimentação, uma retirada lateral, um condensador total e um refervedor parcial Coluna de extração com uma alimentação e refluxo de extrato Unidade de absorção ou extração com duas alimentações Coluna de destilação com uma alimentação, condensador parcial e refervedor total Uso de algoritmo na seleção de variáveis de projeto visando simplificar cálculos de processo Fluxo de informações através de sub-sistemas Inversão de fluxo de informação do sistema Efeitos estruturais da seleção de variáveis de projeto Aplicação de algoritmo para ordenação do diagrama de fluxo do processo Uso de algoritmo na ordenação de cálculos de recíclos OTIMIZAÇÃO Porque otimizar processos Escopo e hierarquia de otimização Exemplos de aplicação de otimização Espessura econômica de um isolante Condição operacionais ótimas de uma caldeira Refluxo ótimo de uma coluna de destilação Diâmetro ótimo numa coluna absorvedora Formulação de um problema de otimização Procedimentos gerais para resolver problemas de otimização (etapas)
Formulação da função objetivo Categoria I: Lucros operacionais como Função objetivo Categoria II: Custo de Capital como Função Objetivo Categoria III: Custos de capital e operacionais incluídos na Função objetivo Caso de funções Multimodais Investigação sobre múltiplas variáveis de projeto Condições ótimas para funções com duas ou mais variáveis independentes Gráfico com duas dimensões Taxa ótima de produção na operação de plantas Taxa ótima de produção para obter custo mínimo por unidade de produção Taxa ótima de produção para lucro máximo por unidade de tempo Condições ótimas em operações cíclicas EQUIPAMENTOS DE TRANSPAR~ENCIA DE CALOR Considerações sobre a seleção de equipamentos de transferência de calor Custos Projeto ótimo de sistemas envolvendo equipamentos de troca de calor EQUIPAMENTOS DE TRANSPAR~ENCIA DE MASSA Estudo comparativo do desempenho de equipamentos de transferencia de massa Torres de recheio e torres de pratos Estudos de diversos tipos de internos de torres, pratos perfurados/valvulados/recheio simples/estruturados Custos envolvidos PROJETO DE UMA COLUNA ABSORVEDORA PARA ABSORÇÃO GÁS/LÍQUIDO Balanço material Cálculo do diâmetro Escolha do recheio Cálculo da altura do recheio Cálculo dos tambores de Topo e Fundo Distribuidores e redistribuidores de líquido Suporte do recheio Limitadores de leito Bocais REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1- Strategy of Process Engineerig Rudd & Watson 2- Projet Enginnering of Process Plant- Rase/Barrow 3- Design of Equilibrium stage Process-Buford D. Smith 4- Plant Design and Economics for Chemical Engineers- Peters/Timmerhaus 5- Perry Handbook 6- Applied Proces Design for Chemical and Petrochemical Plants (vols I- II- III) Ernest Ludwig 7- Produção e Trnasmissão de calor- Robert Kern 8- Optimization of chemical Process T.F. Edgard/D.M.Himmlblau