Curso de Extração Líquido-Líquido

Aula 1 • Base Termodinâmica da Extração

Abrange energia livre de Gibbs, potencial químico e coeficientes de atividade como impulsionadores da transferência de soluto entre fases. Relaciona a teoria termodinâmica ao comportamento prático de distribuição.

Aula 2 • Princípios de Seleção de Solventes

Apresenta critérios para escolha de um solvente de extração, incluindo seletividade, imiscibilidade, recuperabilidade e segurança. Orienta os alunos para decisões sistemáticas de triagem de solventes.

Aula 3 • Introdução aos Processos de Separação

Posiciona a LLE no panorama mais amplo das tecnologias de separação e define sua relevância industrial. Estabelece o vocabulário utilizado ao longo do curso.

Aula 4 • Diagramas de Fases Ternários

Ensina a construção e interpretação de diagramas ternários, incluindo curvas binodais, linhas de amarração e pontos críticos. Fornece a ferramenta gráfica usada em cálculos de estágios de equilíbrio.

Aula 1 • Equação de Kremser e Métodos Analíticos

Apresenta a equação de Kremser para sistemas com coeficientes de distribuição constantes e a compara com resultados gráficos. Permite cálculos manuais rápidos para projeto preliminar.

Aula 2 • Eficiência de Estágio e Estágios Reais

Distingue estágios teóricos de reais usando eficiências de estágio de Murphree e globais. Converte contagens de estágios teóricos em requisitos de equipamento real.

Aula 3 • Extração Multiestágio em Correntes Cruzadas

Analisa contatos repetidos de estágio único com solvente fresco e calcula a recuperação cumulativa. Demonstra retornos decrescentes e estratégias ótimas de divisão de solvente.

Aula 4 • Cálculos de Extração de Estágio Único

Deriva balanços de massa para um único contato de equilíbrio e resolve as composições do extrato e do refinado. Estabelece a estrutura de cálculo estendida para sistemas multiestágio.

Aula 1 • Difusão e Convecção em Gotas

Abrange difusão molecular, circulação interna e efeitos de oscilação na transferência de massa intragota. Explica por que a hidrodinâmica das gotas influencia fortemente as taxas de extração.

Aula 2 • Abordagem da Altura de uma Unidade de Transferência

Apresenta o método NTU-HTU como uma alternativa à contagem de estágios para contatores diferenciais. Conecta coeficientes de transferência de massa a cálculos de altura de coluna.

Aula 3 • Formação e Quebra de Gotas

Analisa como as gotas da fase dispersa se formam, quebram e coalescem e como esses fenômenos controlam a área interfacial. Relaciona a distribuição do tamanho de gotas ao desempenho da transferência de massa.

Aula 4 • Teoria de Transferência de Massa Interfacial

Explica a teoria dos dois filmes e o conceito de coeficientes globais de transferência de massa para sistemas líquido-líquido. Fornece a base teórica para o dimensionamento de equipamentos em capítulos posteriores.

Aula 1 • Colunas de Pratos Pulsadas e de Pratos Reciprocantes

Analisa como a pulsação mecânica melhora a dispersão de gotas e a transferência de massa em colunas de pratos. Abrange a frequência e amplitude do pulso como variáveis operacionais principais.

Aula 2 • Extratores Centrífugos

Explica o aumento da separação de fases por força centrífuga em extratores Podbielniak e extratores centrífugos anulares. Destaca aplicações que exigem tempo de residência curto ou espaço reduzido.

Aula 3 • Colunas de Spray e Empacotadas

Aborda colunas de spray e empacotamento aleatório ou estruturado como contatores diferenciais simples. Explica a mistura axial como a principal limitação de desempenho.

Aula 4 • Colunas de Disco Rotativo e Agitadas

Apresenta contatores de disco rotativo e outras colunas mecanicamente agitadas que melhoram a transferência de massa através de turbulência controlada. Compara a intensidade de agitação ao desempenho de separação.

Aula 1 • Verificação de Projeto e Análise de Sensibilidade

Testa o projeto contra variações na composição da alimentação, vazão e propriedades físicas para confirmar a robustez. Identifica os parâmetros de projeto mais críticos para o controle do processo.

Aula 2 • Determinação da Altura da Coluna

Calcula a altura necessária da coluna a partir do número de unidades de transferência e da altura de uma unidade de transferência. Integra a eficiência de estágio ou dados de HTU com os resultados do diâmetro da coluna.

Aula 3 • Projeto e Especificação de Internos

Especifica o distribuidor, suporte de empacotamento e hardware de controle de interface para a coluna projetada. Garante distribuição uniforme da fase e posição estável da interface.

Aula 4 • Base de Projeto e Especificações de Processo

Traduz um objetivo de separação em entradas de projeto quantitativas, incluindo composição da alimentação, vazões e metas de recuperação. Estabelece o documento de base de projeto usado em todo o procedimento de dimensionamento.

Aula 1 • Reextração e stripping

Abrange a reextração do soluto do solvente carregado usando mudança de pH, mudança de temperatura ou um solvente de stripping. Conecta o projeto da reextração ao número de estágios da extração direta.

Aula 2 • Tratamento do Refinado e Remoção de Solvente

Aborda o solvente residual na fase refinado através de stripping a vapor, stripping a ar ou adsorção. Garante que as correntes de produto e resíduo atendam às especificações de qualidade.

Aula 3 • Importância da Recuperação de Solvente

Quantifica o impacto econômico e ambiental das perdas de solvente e estabelece metas de recuperação. Motiva o projeto de sistemas eficientes de reextração e stripping.

Aula 4 • Recuperação de Solvente por Destilação

Projeta colunas de destilação para separar solvente das correntes de extrato e refinado. Aborda a formação de azeótropo e seu impacto na seleção do esquema de recuperação.

Aula 1 • Simulação Dinâmica e Estudos de Controle

Estende modelos de estado estacionário para simulação dinâmica para avaliar respostas a partida, parada e perturbações. Dá suporte ao projeto de sistema de controle abordado no próximo capítulo.

Aula 2 • Estudos de Sensibilidade e Otimização

Executa estudos paramétricos de sensibilidade e rotinas de otimização para identificar as melhores condições operacionais. Conecta saídas de simulação a funções objetivo econômicas.

Aula 3 • Validação do Modelo Contra Dados Experimentais

Valida previsões de simulação contra dados de laboratório ou planta piloto usando métricas estatísticas. Identifica fontes de erro do modelo e aplica estratégias de correção.

Aula 4 • Seleção de Modelo Termodinâmico para LLE

Compara modelos de coeficiente de atividade NRTL, UNIQUAC, UNIFAC e outros para previsão de equilíbrio líquido-líquido. Orienta a seleção do modelo com base nos dados disponíveis e na complexidade do sistema.

Aula 1 • Procedimentos de Partida, Parada e Estado Estacionário

Fornece procedimentos passo a passo para levar uma unidade de extração ao estado estacionário e desligá-la com segurança. Enfatiza sequências de estabelecimento de fases e estabilização de interface.

Aula 2 • Estratégias de Controle de Nível de Interface

Projeta malhas de controle para manter a posição estável da interface líquido-líquido em decantadores e colunas. Aborda abordagens de controle cascata, faixa dividida e baseado em modelo.

Aula 3 • Solução de Problemas Operacionais Comuns

Diagnostica e resolve inundação, emulsificação, inversão de fases e separação deficiente em unidades operacionais. Constrói uma metodologia sistemática de localização de falhas aplicável a qualquer sistema LLE.

Aula 4 • Variáveis de Processo Principais e Instrumentação

Identifica as variáveis medidas críticas em uma unidade LLE, incluindo nível de interface, vazões e composições de fases. Especifica sensores e tipos de analisadores apropriados para cada variável.