Questões de Concurso Público GHC-RS 2023 para Engenheiro (Engenharia Química)

O metano e o oxigênio reagem na presença de um catalisador para formar formaldeído. Em uma reação paralela, parte do metano é oxidado a dióxido de carbono e água. A alimentação do reator contém quantidades equimolares de metano e oxigênio. Admitindo uma base de 100 moles de alimentação/segundo, determine quantas variáveis de processo (em termos das extensões de reação) devem ser especificadas para que as restantes possam ser calculadas.
Processo de Síntese de Formaldeído: CH₄ + O₂ → HCHO +H₂O CH₄  + 2O₂→ CO₂ + 2H₂O

Na produção de óleo de soja, grãos de soja contendo 13,0% em massa de óleo e 87,0% de sólidos são moídos e vertidos em um tanque agitado (extrator), junto com uma corrente reciclada de n-hexano líquido. A razão de alimentação é de 3 kg de hexano/kg de grãos moídos. Os grãos moídos são suspensos no líquido, e praticamente todo o óleo nos grãos é extraído pelo hexano. O efluente do extrator passa para um filtro. A torta de filtro contém 75,0% em massa de sólidos e o resto é óleo e hexano, na mesma razão com que saem do extrator. A torta de filtro é descartada e o filtrado líquido é vertido em um evaporador, no qual o hexano é vaporizado e o óleo permanece como líquido. O óleo é armazenado em tambores e comercializado. O vapor de hexano é subsequentemente resfriado e condensado, e o hexano líquido é reciclado para o extrator. Um fluxograma e alguns dados relevantes do processo são dados a seguir. Considerando esse processo, assinale a alternativa que apresenta, respectivamente o rendimento de óleo de soja (kg óleo/kg grãos fornecidos), a alimentação virgem de hexano requerida (kg C₆H₁₄/kg grãos fornecidos), e a razão do reciclo para a alimentação virgem (kg hexano reciclado/kg alimentação virgem).

Em plantas de ácido sulfúrico, geralmente se produz ácido em determinado grau e a partir dessa composição o ácido é diluído para produzir concentrações diferentes para comercialização. Uma planta de ácido sulfúrico produz como composição primária, ácido sulfúrico a 85% (em mol). Em um tanque de mistura, deve-se produzir ácido sulfúrico a 20% (em mol). Para diluir o ácido sulfúrico concentrado, a fábrica utiliza água vinda de uma torre de lavagem dos gases do reator que possui uma concentração de 5% (em mol) de H₂SO₄. Qual é a vazão mássica (em kg/h) das duas correntes de entrada necessárias para produzir 100 kg/h de H₂SO₄ a 20% (em mol).
Dados: Peso molecular H₂SO₄ = 98 g/mol e Peso molecular H₂O = 18 g/mol

Ao passar por uma turbina adiabática, o vapor inicialmente a 500°C e 3,5 MPa se expande até 200°C e 0,3 MPa, para gerar 750 kW. Qual deve ser a vazão de vapor (em kg/s) para se atender a essa demanda? Dados: para o vapor, nas condições iniciais, H = 3450,9 kJ/kg; nas condições finais, H = 2865,6 kJ/kg.

A parede de uma caldeira é composta de três camadas: 10 cm de tijolo refratário (k = 1,560 W/m·K), seguida de 23 cm de tijolo isolante de caulim (k = 0,073 W/m·K) e finalmente 5 cm de tijolo de alvenaria (k = 1,0 W/m·K). A temperatura da superfície interna da parede é 1.370 K e da superfície externa é 360 K. Quais são as temperaturas nas superfícies de contato (em K)?