Balanço de Massa

Hipóteses:

H1: A produção diária de Acetona no Processo Hock é de 3460,74 kg, ou seja, 144,19Kg por hora;

H2: Para a produção de 1000 kg de Fenol:

1: Obtém-se 617,15 kg de Acetona;

2: Obtém-se 45 Kg de Oxigênio;

3: Obtém-se 141 Kg de α-metilestireno;

4: Emprega-se 10 Kg de H2SO4;

5: Na Oxidação, a conversão de HPC é de 60%;

6: Na decomposição do HPC, a saída é de 60% de fenol, 35% de acetona e 8% de subprodutos (AMC);

H3: Os catalisadores presentes na reação de alquilação e na reação de oxidação do cumeno, respectivamente o Cloreto de Alumínio e o carbonato de Sódio não são levados em conta no balanço de massa, sendo que são totalmente recuperados após as reações;

H4: As destilações garantem separações com 99,9% de pureza;

H5: O Hidróxido de Sódio obedece em quantidade a relação estequiométrica para neutralizar completamente o Ácido Sulfúrico;

OBS.: O processo de alquilação é idealizado no balanço de massa, ja que as fontes que ilustram tal proceso não específicam essa etapa.

Balanço de massa em Planilha Eletrônica:

Equações do Balanço de Massa

Considere: E: entra; S: sai; G: gerado; A: acumulado; C: consumido; ṅ: Fluxo molar

Equação do balanço de massa (I): [E] - [S] + [G] - [C] = [A]

Corrente 4:

Balanço do Cumeno

Reação Química: Cumeno + Oxigênio -> 1-Hidroxiperoxi-1-Metilbenzeno (HPC)

Balanço do Cumeno: [E] - [S] + [G] - [C] = [A] , onde: [G]= 0, [C]= 686,62∙0,6 = 409,57Kg/h , [S]=?, [E]=686,62Kg/h, [A]=0, logo:

[686,62] – [S] + [0] – [409,57] = 0

[S] = 277,05kg/h

Corrente 9:

Balanço do HPC

Reação Química: 1-Hidroxiperoxi-1-Metilbenzeno (HPC) -> Fenol + Propanona

Balanço do Cumeno: [E] - [S] + [G] - [C] = [A] , onde: [G]= 0, [C]= 0 , [S]=?, [E]=411,97Kg/h, [A]=0, logo:

[411,97] – [S] + [0] – [0] = 0

[S] = 411,97kg/h

Corrente 11:

Balanço do Ácido na retirada do catalisador

Reação Química: H2SO4 + NaOH -> Na2SO4 + H2O

Balanço do Cumeno: [E] - [S] + [G] - [C] = [A] , onde: [G]= 0, [C]= ? , [S]=0, [E]=0,50Kg/h, [A]=0, logo:

[0,50] – [0] + [0] – [C] = 0

[S] = 0,50kg/h

Referências Bibliográficas

Morsch, Mayumi N.; Produção de acetone e fenol pelo processo Hock. 2014. 206 f. Dissertação (Bacharelado em Engenharia Química) – Centro de Ciências Tecnologicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.