Processos Químicos Avançados

Mestrado em Tecnologia Química
6 ECTS; 1º Ano, 2º Semestre, 30,0 T + 30,0 TP

Docente(s)
- Henrique Joaquim de Oliveira Pinho

Pré-requisitos
Não aplicável.

Objetivos
Os alunos deverão adquirir:
i) competências de análise, de concepção e de otimização mássica e energética de processos químicos;
ii) capacidade de selecionar as operações mais adequadas a determinado processo químico;
iii) competências para integrar conhecimentos diversos e fundamentos de tecnologia química;
ii) capacidades de utilização de meios informáticos aplicados ao desenvolvimento e à simulação de processos químicos, desde ferramentas numéricas simples e folhas de cálculo até aplicações avançadas de conceção de processos químicos.

Programa
1.Introdução: Estrutura genérica das indústrias de processos químicos; Diagramas de processo; Balanços de massa e de energia; Dimensionamento de equipamentos; avaliação económica preliminar; Princípios de simulação de processos e utilização de métodos computacionais;
2.Princípios de concepção de processos químicos: Formulação do problema de conceção de processos - Interação com as atividades de desenvolvimento de novos produtos; Etapas de desenvolvimento de processos;
3.Selecção da configuração e das condições de operação de sistemas reactivos: Desempenho de reatores e condições de operação; Configuração de sistemas reacionais;
4.Desenvolvimento de sequências de processos de separação: Separação de misturas heterogéneas; Separação de misturas homogéneas;
5.Estimativa de propriedades e de condições operacionais: Estimativa de propriedades físicas, termofísicas e termoquímicas; Estimativas de condições operacionais;
6.Análise e concepção de redes energéticas: Equipamento de transferência de calor e conceção de redes energéticas; Integração de equipamentos de transferência de calor;
7.Integração mássica e ambiental de processos: Princípios de integração mássica de processos; Química verde e impacte ambiental de processos.

Trabalho de grupo a desenvolver nas aulas teórico-práticas: Simulação de um processo químico.

Trabalho individual a desenvolver fora das aulas: Simulação de parte de um processo de recuperação de um produto biológico.

Metodologia de avaliação
Realização de um teste escrito (50% da nota final) e componente prática (50% da nota final).
A componente prática é constituída por um trabalho de grupo (30%), por um trabalho individual (10%) e é valorizada a assiduidade e a participação (10%).

Bibliografia
- Pinho, H. (2020). Material de apoio de Processos Químicos Avançados. Tomar: IPT
- Westerberg, A. e Biegler, L. e Grossmann, I. (1997). Systematic Methods of Chemical Process Design. New York: Prentice-Hall
- Smith, R. (2016). Chemical Process Design and Integration. New York: John Wiley & Sons
- Whiting, W. e Turton, R. e Shaeiwitz, W. e Bailie, R. e Bhattacharyya, D. (2012). Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes. New York: Prentice-Hall

Método de interação
Aulas teóricas expositivas e demonstrativas, envolvendo a resolução de casos práticos pelos alunos.
Aulas teórico-práticas onde se desenvolve a conceção, simulação e integração de processos químicos por meios computacionais.

Software utilizado nas aulas
Nas aulas teórico-práticas são usadas aplicações de simulação e integração de processos, como é o caso das aplicações DWSIM e HINT, e recorre-se ao uso de folhas de cálculo e das suas funcionalidades (Excel).