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Sensor virtual inteligente para estimação de composições em colunas de destilação; Intelligent virtual sensor for composition estimation in distillation columns

Lucas, Marcelo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 30/05/2012 PT
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Um problema-chave envolvendo processos químicos industriais é controlar, de forma confiável, eficiente e barata, a evolução dinâmica do sistema. Numa coluna de destilação, por exemplo, o objetivo do controle é manter a composição do destilado e do produto de fundo em torno de um valor desejado. As dificuldades operacionais e o alto custo dos analisadores industriais, existentes no mercado, usados na medição da composição têm motivado o projeto de sensores virtuais (soft sensors) para que, a partir de outras medições disponíveis, seja possível inferir de maneira online os valores das variáveis desejadas. Por outro lado, as redes neurais artificiais têm sido utilizadas em diversas aplicações práticas de engenharia, sendo possível usá-las para resolver problemas industriais complexos. Elas possuem diversas características que as fazem particularmente atrativas em aplicações envolvendo sistemas multivariáveis não lineares. Nesse trabalho, um estimador dinâmico virtual baseado em redes neurais é usado para inferir a composição de etanol destilado com base na temperatura e na pressão no interior da coluna, além das vazões de refluxo, do vapor no refervedor e da alimentação. Os resultados desse estudo poderão ser utilizados no desenvolvimento de futuros projetos envolvendo sensores virtuais aplicados ao controle e à otimização de processos industriais.; A key problem involving industrial chemical processes is to control the dynamic evolution of the system in a reliable...

Desenvolvimento de analisadores virtuais aplicados a colunas de destilação industriais

Conz, Vanessa
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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Nas indústrias de processo, algumas variáveis como as composições de topo de colunas de destilação são quantificadas através de análises laboratoriais e ou de analisadores em linha. Este tipo de controle apresenta algumas limitações tais como custos de manutenção e o tempo de amostragem (em geral análises laboratoriais ocorrem de 1 a 3 vezes ao dia). Para melhoria destes métodos, as variáveis podem ser continuamente estimadas a partir de sua relação com as variáveis medidas diretamente no processo. Através de um algoritmo matemático, um analisador virtual de propriedades pode ser construído, sendo necessário para o seu desenvolvimento um modelo simplificado do processo. Este trabalho teve como objetivo a construção de dois analisadores virtuais para estimação das composições de topo de duas colunas fracionadoras de tolueno presentes em uma indústria petroquímica. Para tal, estudou-se as metodologias existentes para construção de analisadores voltados para aplicações em colunas de destilação. O desenvolvimento de analisadores virtuais tem como base três etapas: seleção de variáveis secundárias, construção de modelos e correção/adaptação de modelos. Tais etapas, baseadas principalmente em métodos estatísticos...

Avaliação da eficiência de pratos valvulados com downcomer e pratos dualflow em colunas de destilação industriais

Domingues, Tito Livio
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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O principal objetivo deste trabalho é estabelecer caminhos apropriados para a estimativa da eficiência de pratos valvulados com downcomer e pratos dualflow em colunas de destilação industriais. O conhecimento da eficiência tem importância fundamental no projeto e na avaliação do desempenho de colunas de destilação. Pesquisando a literatura, pôde ser identificada uma árvore de alternativas para compor o modelo de eficiência de prato, dependendo dos modelos de transferência de massa, do modelo de distribuição das vazões de líquido e vapor sobre o prato, do modelo de arraste de líquido, do modelo de equilíbrio da mistura multi-componente, dos modelos de propriedades físicas, do modelo da altura da espuma sobre o prato e da definição de eficiência. Neste trabalho, diferentes métodos para a predição da eficiência em pratos valvulados e pratos dualflow foram compostos e comparados contra dados de três colunas de destilação industriais sob diferentes condições operacionais. Os modelos foram inseridos no simulador Aspen Plus 12.1, em linguagem Fortran, junto com dados geométricos dos pratos, propriedades dos fluidos e dados de operação das colunas de destilação industriais. Para cada coluna foi escolhido o melhor pacote termodinâmico pela verificação dos perfis de temperatura e composições de topo e fundo obtidos via simulação contra os valores reais correspondentes das colunas de destilação industriais. Foi feita uma modificação no parâmetro da fração de furos que estão em jetting no modelo hidráulico da dispersão acima do prato de Garcia (1999). Essa modificação produziu resultados melhores na predição da fração de furos em jetting e eficiência dos pratos dualflow e resultados similares aos de Garcia (1999) para a eficiência dos pratos valvulados.

Modelagem e simulação dinâmica de colunas de destilação

Staudt, Paula Bettio
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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A pesquisa acerca da modelagem de colunas de destilação não é mais uma novidade nos dias de hoje. Os primeiros trabalhos, com metodologias propostas para a solução de sistemas de separação modelados prato a prato, surgiram na década de 30. Porém, só a partir da década de 50, com o advento do computador digital, foram realizados investimentos sólidos no desenvolvimento de novos algoritmos e simuladores. Apesar deste investimento, apenas modelos simplificados eram utilizados devido à baixa capacidade de processamento. A partir da década de 70, os primeiros simuladores comerciais começaram a ser introduzidos na indústria e o desenvolvimento de modelos rigorosos não parou mais. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo rigoroso de coluna de destilação, genérico, dinâmico e de fácil aplicação nos mais variados tipos de estudos, desde simples simulações de operação até otimizações e previsões de comportamentos de parada e partida de plantas. Ou seja, um modelo projetado para situações onde uma representação fiel do comportamento dinâmico é necessária. Os modelos gerados neste estudo foram implementados na linguagem de modelagem do simulador EMSO e fazem parte da biblioteca EML (EMSO Model Library). Esta biblioteca é distribuída no conceito de software livre...

Energia requerida para a separação como ferramenta de otimização operacional e controle de colunas de destilação

Müller, Gustavo Henrique
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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Com o aumento da competitividade no mercado nos últimos anos, a busca por alternativas que permitam a redução dos custos de produção tem sido constante. Este fato, aliado aos custos crescentes da energia e a preocupação cada vez maior com o impacto ambiental dos processos, tornam indispensável o controle e o aumento da eficiência dos mesmos, assim como o maior aproveitamento possível da energia. No presente trabalho, uma nova metodologia para a otimização da eficiência energética em colunas de destilação é proposta. A partir de uma simulação estacionária de um processo de separação, desenvolvida em Aspen Plus®, e validada com dados do processo real, foram obtidos modelos empíricos de curvas de operação baseadas na energia requerida para atingir a especificação dos produtos. A metodologia proposta foi avaliada no estudo de caso de uma coluna de separação de benzeno, tolueno e xileno (BTX). Com o modelo de energia requerida identificado para o processo, duas condições operacionais distintas do processo real foram avaliadas com relação à sua eficiência. A partir da redução na vazão de vapor no refervedor, verificou-se um aumento na eficiência energética do processo de 75 para cerca de 100%, indicando a operação muito próxima do ponto ótimo. Para avaliar a utilização do modelo de energia requerida no controle de processos...

Controle "on-line" de colunas de destilação em batelada de alta pureza

Ronia Marques Oisiovici
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 07/05/2001 PT
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Os processos em batelada são largamente empregados nas indústrias de Química Fina, produtos bioquímicos, polímeros e fármacos. As plantas em batelada tendem a crescer, já que esse tipo de configuração apresenta características que são desejáveis nas chamadas "plantas do futuro": flexibilidade operacional, resposta rápida às exigências do mercado, capacidade de processar produtos de alta pureza e alto valor agregado. A destilação em batelada, em particular, é a operação unitária mais freqüentemente utilizada nas plantas em batelada. Algumas dificuldades encontradas na sua automação são: fortes não-linearidades, desvios entre o modelo e o processo, ganhos variáveis no tempo, presença de ruídos nas medidas, analisadores de composição "on-line" complexos ou lentos, estimativa do estado do sistema dificil e cara em termos computacionais. O controle de colunas de destilação contínuas de alta pureza é um tópico bastante abordado na literatura. Porém, trabalhos sobre destilação em batelada de alta pureza são escassos e, normalmente, apenas simulações são apresentadas. Esse trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema de controle por inferência para colunas de destilação em batelada de alta pureza robusto às dificuldades de automação encontradas na prática. O algoritmo de controle foi testado por simulação e...

Estudo energetico de colunas de destilação atraves da analise exergetica

Sergio Henrique Bernardo de Faria
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 12/08/1996 PT
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Dentre os processos de separação, destilação é um dos maiores consumidores de energia. Justamente por este motivo, muito esforço tem sido feito para a determinação de métodos que permitam avaliar e melhorar a eficiência do processo de destilação, proporcionando economia de energia. Neste trabalho um novo método de otimização de colunas de destilação é apresentado. O método se baseia na análise termodinâmica de colunas de destilação através da propriedade termodinâmica exergia. Balanços de exergia aplicados a colunas de destilação determinam a sua eficiência termodinâmica. Isto fornece parâmetros para a avaliação do quanto a eficiência da coluna se distancia da eficiência termodinâmica máxima(coluna reversível). Entretanto, o simples balanço total de exergia não identifica as mudanças necessárias na coluna para que a sua eficiência aumente. O estudo de um perfil de perdas de exergia montado a partir de balanços de exergia em cada estágio de uma coluna de destilação permite identificar estas alterações, sejam elas, mudanças na condição térmica da alimentação, estágio de alimentação ou a necessidade da utilização de um refervedor e/ou condensador intermediário. Os dados necessários são obtidos a partir de um perfil de coluna convergido. Comparado com métodos tradicionais de otimização de colunas...

Simulação e analise de configurações alternativas de colunas de destilação : meta e para-destilação

Paulo Eduardo Migoto de Gouvea
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 24/03/1999 PT
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Destilação é o mais importante processo de separação utilizado nas indústrias químicas. Entretanto, o alto consumo energético é uma das desvantagens deste processo. Neste sentido, estudos sobre o aumento de eficiência são de fundamental importância e diversas técnicas têm sido propostas na literatura com o intuito de diminuir o consumo de energia. Uma das alternativas consiste em mudar a configuração operacional da coluna de destilação. Para-destilação e Meta-destilação são duas destas diferentes configurações de operação. Na coluna de Para-destilação, a fase vapor é dividida em duas partes iguais que percorrem paralelamente a coluna mantendo contato, em estágios alternados, com o único fluxo de líquido descendente. Por outro lado, na Meta-destilação, o fluxo líquido é dividido em duas correntes que entram em contato com a única fase vapor ascendente. Neste trabalho, a operação destas duas configurações alternativas de colunas de destilação foram estudadas. Programas computacionais foram desenvolvidos para similar a operação destas colunas, sendo estimados valores de eficiência de Murphree para os estágios considerando efeitos de arraste e choro. O dimensionamento dessas colunas também foi feito e seus valores comparados aos da coluna de destilação convencional. Métodos de cálculo rigoroso destas configurações de colunas de destilação e sistemas destilantes não-ideais foram utilizados... Observação: O resumo...

Estudo comparativo da eficiencia de separação entre colunas de destilação convencional e de paradestilação; Comparative study of separation efficiency between conventional distillation and paradistillation columns

Marcio Jose de Moraes
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 25/08/2006 PT
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O propósito deste trabalho é a comparação, no âmbito experimental, das operações de uma coluna de destilação convencional e uma coluna de configuração alternativa denominada paradestilação. Enquanto que na destilação convencional, uma corrente de vapor ascendente contata com uma corrente de líquido descendente, na paradestilação, a corrente de vapor é dividida em duas correntes que percorrem paralelamente toda a extensão da coluna. Estas correntes contatam, em estágios alternados, com uma única corrente de líquido descendente. Ambas as colunas de destilação e de paradestilação foram construídas em escala laboratorial. As colunas possuíam seis pratos com vertedores circulares. O objetivo foi a comparação entre ambas as colunas variando a velocidade superficial do vapor, fração de área livre de escoamento, concentração de etanol e razão de refluxo. Os experimentos foram realizados utilizando o sistema etanol-água a pressão atmosférica. Um programa computacional foi desenvolvido para resolver o sistema de equações de balanço de massa e de energia em ambas as colunas. Estes cálculos forneceram os valores das velocidades das fases vapor e líquida, da composição da fase vapor, da temperatura e da eficiência de Murphree em cada estágio...

Simulação e integração termica SRV em colunas de destilação extrativa

Eduardo Augusto Caldas Batista
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/05/1995 PT
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Neste trabalho estudou-se a aplicação da integração térmica SRV ("Secondary Reflux and Vaporization") à destilação extrativa para misturas com solvente de baixa volatilidade, etanol/água/etileno glicol, e para misturas com solvente que se vaporiza, acetona/metanol/água. Esta integração térmica, que consiste principalmente da transferência de calor da seção de enriquecimento para a seção de esgotamento, pode fazer uso de um gradiente de temperatura natural existente entre as seções da coluna de destilação extrativa. Este gradiente pode ainda ser aumentado pela operação das seções da coluna a diferentes pressões. A simulação do processo foi conduzida utilizando-se o método de NAPHTALI & SANDHOLM (1971). Este método sofreu algumas modificações para adaptá-lo à destilação SRV", ao cálculo de equilíbrio de fases selecionado e para diferentes aspectos da simulação. Os resultados são apresentados em três etapas: efeito da integração térmica sobre os perfis de temperatura, vazão e concentração; efeito na pureza de produtos de topo e fundo e impactos em termos de economia de energia. Para o sistema etanol/água/etileno glicol foi verificado uma redução de 25% no consumo de energia e para o sistema acetona/metanol/água uma redução de 36%...

Modelos hibridos de colunas de destilação

Jones Erni Schmitz
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/04/2002 PT
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O emprego de técnicas on-line de controle preditivo por modelo e de otimização de processos requer que a simulação destes processos seja muito rápida. Porém em alguns casos os modelos dos processos são muito complexos e de elevada dimensão. Nestes casos para uma simulação suficientemente rápida devem ser empregadas técnicas de aceleração. Entre estas, estão incluídas as técnicas de redução de ordem e de simplificação do modelo. Um exemplo de processo onde estes problemas são encontrados é o das colunas de destilação. Neste caso, além das técnicas de redução de ordem baseadas no emprego de colocação ortogonal discreta, podem ser usadas técnicas de simplificação de modelos baseados no fato de que 30 a 80% do tempo gasto na simulação são usados no cálculo das propriedades termodinâmicas. Neste contexto surge a possibilidade do emprego de redes neurais no cálculo das propriedades termodinâmicas. Uma vez que estas podem representar muito bem, modelos não-íineares, como é o caso das propriedades de equilíbrio líquido-vapor, e realizar os cálculos muito rapidamente. Deste modo, o modelo da coluna de destilação torna-se um modelo híbrido, formado pelas equações de balanço de massa e energia nos pratos e pela rede neural construída para predizer as propriedades termodinâmicas. O emprego deste modelo híbrido na simulação estática de uma coluna de destilação implicou na redução do tempo computacional em cerca de 55%. Demonstrando...

Contribuições a análise e modelagem de operações transientes de colunas de destilação

Meneguelo, Ana Paula
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Tese de Doutorado Formato: xvii, 161 f.| il., grafs., tabs.
POR
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Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química; A modelagem dinâmica é hoje uma ferramenta importante na análise de processos. De posse de um modelo dinâmico é possível determinar e avaliar o comportamento de determinadas variáveis de interesse. O modelo disponibiliza tanto variáveis internas do processo, que dificilmente seriam medidas, como variáveis facilmente mensuráveis. É também possível realizar pertubações que dificilmente seriam realizadas em uma unidade industrial ou piloto, tanto devido a fatores economicos como de segurança. A partida de colunas de destilação é uma das operações mais difíceis na indústria química. O procedimento de partida, devido ao seu elevado período de tempo, possui tanto problemas de produtos fora de especificação quanto elevado gasto de energia. De posse de um modelo dinâmico diferentes condições e ações podem ser testadas e o procedimento pode ser otimizado. Entretanto, os modelos de colunas de destilação são representados por um sistema de equações algébrico-diferenciais de índice superior, e são escritos de forma a serem resolvidos sequencialmente. Este trabalho de tese implementa um modelo dinâmico de uma coluna de destilação para representar sua partida e operação. São analisados os resultados do estado estacionário...

Controle preditivo com otimização distribuída aplicado a colunas de destilação

Scherer, Helton Fernando
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xxi, 63 p.| il., tabs., grafs.
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2009.; O controle preditivo, desde que passou a ser utilizado na industria, vem se mostrando uma importante tecnica de controle avan¸cado para processos, onde algumas caracteristicas como a capacidade de tratar restriçoes e utilizaçao de algoritmos que encontram solucoes otimas definem a grande vantagem de sua utilizacao. Na industria petroquimica ja existem diversas aplicacoes do controle preditivo, porem, devido a necessidade de troca de informaçoes com o processo, as vezes se torna inviavel devido ao esparsamento geografico dos elementos da planta. Uma alternativa e a utilizacao de controles distribuidos, que sao implementados localmente e trabalham em conjunto para que o desempenho final do controle seja igual ou ate mesmo superior ao controle preditivo centralizado. Este trabalho propoe uma estrutura de controle preditivo distribuido, baseado no modelo de espaco de estados, para ser utilizada em redes dinamicas lineares onde restricoes de saida e entrada de controle sao consideradas na formulacao. Metodos de ponto-interior sao utilizados para garantir que as solucoes produzidas por agentes de controle distribuidos consigam convergir para a solucao otima global do problema de controle do processo. Utilizando um modelo de coluna de destilacao e de uma rede de trafego urbano...

Desenvolvimento de um simulador para o estudo de estratégias de controle em colunas de destilação com aquecimento distribuído

Oliveira, Diogo Luiz de
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 127 p.| il., grafs, tabs.
POR
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116.39%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013.; Processos de destilação tendem a apresentar dinâmica lenta, o que gera elevados períodos de transição quando o processo é perturbado. Inúmeros estudos são realizados buscando-se implementar uma abordagem adequada à dinâmica do processo visando diminuir estes transientes. Novas estratégias de controle com ação distribuída nos pratos vem sendo proposta em diversos estudos, surgindo como alternativa aos métodos convencionais normalmente utilizados onde o controle é realizado centralizado na base e no topo. Testes já foram realizados em uma unidade experimental com a estratégia de controle distribuído, visando comprovar a minimização de transientes e fazer uma avaliação do gasto energético do processo, onde foram obtidos resultados positivos que viabilizam o método. Neste trabalho se propõe o desenvolvimento de um simulador de coluna de destilação operando com aquecimento distribuído utilizando o software comercial Hysys®. A partir das simulações é possível ter acesso a diversas informações não disponíveis experimentalmente, principalmente no que diz respeito às variáveis internas da coluna. Além disto...

Efeito do conteúdo energético da alimentação em colunas de destilação reativa

Gomes, Isabel Maria Teixeira dos Santos Feio
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /09/2012 POR
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O objetivo desta tese final de mestrado reside na avaliação económica da viabilidade de utilização de alimentações com temperatura superior ao ponto de ebulição em colunas de destilação reativa (CDR). Considerando diversos estudos efetuados sobre a qualidade da alimentação em CDR, verificou-se que a utilização de valores de temperatura fora da gama tradicionalmente usada na metátese de olefinas (2C5H10 C4H8 + C6H12), poderia trazer vantagens ao nível das especificações e da energia consumida. Foi feita a comparação da avaliação económica realizada anteriormente de seis configurações otimizadas com base no princípio da Conservação de Energia e a avaliação económica das mesmas configurações considerando os dois primeiros princípios da termodinâmica A abordagem termodinâmica incidiu na análise dos perfis dos gráficos Estágio-Défice de entalpia e nos perfis de Estágios-Perdas de exergia gerados pela ferramenta Aspen Plus Targeting, que permitiu a identificação de especificações da coluna passíveis de ser melhoradas/alteradas nomeadamente: - localização do estágio de alimentação; - alterações na razão de refluxo; - alterações da temperatura de alimentação. Verificaram-se diminuições nos custos anuais (TAC) em todos os casos...

Sequenciamento e integração energetica de colunas de destilação desproporcionamento do tolueno

Alexandre Denes Arruda
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/07/1999 PT
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Este trabalho visa o estudo do processo de desproporcionamento do tolueno. Industrialmente estas unidades são constituídas pela (i) seção de reação, (ii) seção de separação e (iii) seção de reciclo. Com o aumento da demanda de benzeno a seção de separação torna-se potencialmente favorável a redução dos custos de processamento. Este estudo se dirige portanto, no sentido de diminuir o custo total da seção de separação, realizada por destilação, dos produtos da reação. Métodos de síntese e integração de seqüências de colunas de destilação são as ferramentas utilizadas para a análise deste problema. Nos capítulos iniciais são apresentadas as técnicas mais utilizadas em síntese e integração de colunas: os métodos heurísticos (a partir da experiência de projetos anteriores), as equações preditivas, a inteligência artificial e os métodos aproximados são os mais aplicados. Nas técnicas de integração energética, destaca-se o LQ8T e a programação não linear. Os produtos da reação de desproporcionamento do tolueno e portanto, alimentação das colunas, se realizam com diferentes composições. a método utilizado parte de um balanço de energia no trocador de integração que no final resultará no acréscimo de um refervedor ou de um condensador na coluna integrada. Independente do acréscimo destes equipamentos...

Modelagem e simulação de colunas de destilação com reação quimica : uma aplicação ao processo do nylon 6,6

Vanessa Gesuato Thomaz
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/11/1998 PT
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o trabalho consta do estudo da modelagem matemática e simulação de colunas de destilação com reação química, aplicado ao processo de polimerização do nylon 6,6. Para tanto, o método da colocação ortogonal foi utilizado, reduzindo a ordem do modelo Foram revistas informações da literatura a respeito de processos utilizando reação para obtenção de melhores separações em colunas de destilação, bem como estudos relacionados à polimerização do nylon 6,6. Na última década, a tecnologia de destilação reativa atraiu a atenção da indústria de processo químico, conduzindo simultaneamente reação na fase líquida e separação líquido-vapor. Esta tecnologia tem o potencial de melhorar os processos através de uma ou mais das seguintes etapas: aumentando seu potencial econômico através da redução do capital de investimento e um melhor uso da matéria-prima; reduzindo a formação de subproduto; e melhorando a integração de energia utilizando diretamente o calor de reação na separação. Todas estas etapas contribuem para o aumento da competitividade industrial ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital; The present work consists of a study on mathematical modeling and simulation of reactive distillation systems...

Estudo energetico de colunas de destilação atraves de analise exergetica : sistemas não ideais

Sergio Henrique Bernardo de Faria
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 14/02/2003 PT
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Destilação é um dos processos de separação que mais consome energia. Isto é motivação importante para o estudo de diferentes configurações de sistemas de destilação, com o objetivo de obter-se processos mais eficientes, que desperdicem menos energia e causem menor impacto ambiental. No estudo de diferentes configurações de sistemas de destilação, necessariamente tenta-se encontrar a combinação ótima entre os fatores: Número de estágios, razão de refluxo, condição térmica da alimentação, estágio de alimentação e a utilização de trocadores intermediários. Neste trabalho, um método para encontrar esta combinação ótima, do pronto de vista da termodinâmica, é proposto. O método se baseia na análise de colunas de destilação através do estudo de perfis de perdas de exergia. O perfil de perdas de exergia, montado a partir de balanços de exergia em cada estágio de uma coluna de destilação, representa a distribuição de forças motrizes ao longo da coluna. É a análise do formato do perfil que permite identificar mudanças necessárias na coluna para que a sua eficiência aumente. Os testes feitos para colunas com o sistema °metanol/água, mostraram que os perfis obtidos efetivamente representam a distribuição de forças motrizes na coluna...

Integração térmica de colunas de destilação alcóolica multicomponente; Heat integration of multicomponent alcoholic distillation

Larissa Castello Branco Almeida Bessa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 13/03/2012 PT
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Apesar da sua alta demanda energética, a destilação é uma das técnicas de separação de misturas líquidas mais amplamente utilizada no mundo. Com o intuito de melhorar a eficiência térmica deste processo, possibilidades de integração térmica e alternativas para a redução do consumo energético de colunas de destilação constituem sempre um tópico de intensa investigação. Dentre as técnicas de integração térmica, podem-se citar as diferentes possibilidades de se empregar colunas de múltiplo efeito e o uso de bomba de calor. Desta forma, este trabalho visou estudar dois modelos propostos de integração térmica de colunas de destilação para produção de etanol, considerando uma grande quantidade de compostos minoritários a fim de representar as condições reais encontradas em destilarias industriais. As configurações propostas foram analisadas via simulação computacional utilizando-se o software comercial Aspen Plus, da Aspen Technology, Inc., e foram comparadas do ponto de vista de seu desempenho energético, recuperação de etanol e qualidade do produto. O processo foi otimizado utilizando-se planejamento experimental fatorial, associado à análise de superfícies de respostas. Como etapa preliminar deste trabalho...

Modelagem e simulação de colunas de destilação extrativa salina em regime transiente

Marcia de Sant'Anna Rocha
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 09/10/1998 PT
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A destilação extrativa utilizando efeito salino representa uma alternativa interessante para os processos convencionais de obtenção de etanol anidro. As principais vantagens desta técnica estão relacionadas com a obtenção do produto de topo completamente livre do agente de separação, o uso de agentes extrativos de baixa toxicidade e as possibilidades de redução do consumo de energia e das dimensões da coluna de destilação. O presente trabalho estuda a dinâmica de operação de colunas de destilação extrativa salina. Um programa computacional foi elaborado para simular a operação, analisando o sistema etanol-água e acetato de potássio. Analisou-se o comportamento dinâmico de processos com ou sem colunas pré-concentradoras e verificou-se que processos que não utilizam colunas pré-concentradoras permitem obter etanol anidro a partir de alimentação diluída. Entretanto a utilização da coluna salina, com uma alimentação com concentração de etanol próxima a do azeótropo proveniente da coluna pré-concentradora, apresenta muitos problemas de operação além de não ser possível obter etanol anidro. Verificou-se que a utilização de uma coluna pré-concentradora para obter uma alimentação 50% molar em etanol que será utilizada na coluna salina permite a obtenção de etanol anidro. A simulação dinâmica da coluna de destilação extrativa com efeito salino foi realizada utilizando um método rigoroso de cálculo. Na determinação do equilíbrio líquido-vapor...