Orientador : Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T20:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ito_VanessaMayumi_M.pdf: 4192034 bytes, checksum: 5757119d7447732ce102bd18f2c74f18 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Misturas binárias com comportamento ideal e não ideal são estudadas nesta dissertação. O processo de destilação convencional é estudado para misturas binárias e ternárias ideais. As misturas n-hexano/n-heptano e n-hexano/n-heptano/n-octano foram estudadas. Dois processos de separação são estudados e comparados para a mistura binária não-ideal: destilações azeotrópicas homogênea e heterogênea, as quais apresentam diferentes comportamentos dinâmicos. A mistura etanol/água é considerada para este estudo visando otimização de variáveis para a minimização de energia consumida no processo. Novas alternativas de processo foram estudadas, sob o ponto de vista da substituição de solventes e de projeto. As considerações de substituição do solvente etileno glicol, usado na destilação azeotrópica homogênea e do benzeno, usado na destilação heterogênea, são extremamente importantes do ponto de vista de minimização de geração de poluentes. Estudos de comportamentos dinâmicos dos sistemas foram feitos para os três processos de destilação estudados. Foram perturbadas positiva e negativamente a vazão de alimentação, a vazão de solvente, a composição da corrente de alimentação e a carga térmica do refervedor. Os sistemas ideais apresentaram respostas semelhantes qualitativamente frente às perturbações. Para os sistemas não ideais, as perturbações podem acarretar diminuição na pureza dos produtos, a energia no refervedor pode não ser suficiente para vaporizar a alimentação excedente, podem diminuir a temperatura na base da coluna de destilação. Um comportamento oposto pode ser obtido ao se perturbar a coluna em outra direção / Abstract: Binary mixtures presenting ideal and non ideal behaviors are studied in this work. The process of conventional distillation is studied for binary and ternary ideal mixtures. The n-hexane/n-heptane and n-hexane/n-heptane/n-octane mixtures were studied. Two processes of separation are studied and compared for the binary non-ideal mixture: azeotropic homogeneous and heterogeneous distillations, which present different dynamic behaviors. The mixture ethanol/water is considered for a study of optimization of many variables to minimize the energy consumed in the process. New alternatives of process were studied, from the point of view of the substitution of solvent. The considerations of substitution of the solvent ethylene glycol, used in the homogeneous azeotropic distillation and of benzene, used in the heterogeneous distillation, are extremely important from the point of view of minimization of generation of pollutants. Studies of dynamic behaviors of the systems were made for the three distillation processes. Positive and negative perturbations were generated in the feed flow, the solvent flow, the composition of feed flow and the heat flow of reboiler. The ideal systems presented similar responses qualitatively front to the disturbances. For the non ideal systems, the disturbances can cause reduction of the products purity, the energy in the reboiler may not be enough to vaporize the exceeding feed, they can also decrease the temperature in the bottom of the column. An opposing behavior can be obtained if the disturbance happens in another direction / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Teresa M. K. Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T14:05:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nakamura_CarlaSaori_M.pdf: 3184086 bytes, checksum: f1b3934a581dde68f61bc939091b950b (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Na separação de sistemas líquido-líquido miscíveis, o processo mais utilizado é a destilação e, sendo assim, seu estudo se toma bastante necessário. O projeto de uma coluna de destilação requer o conhecimento do comportamento hidrodinâmico do sistema destilante. Um dos parâmetros hidrodinâmicos mais importantes é o "hold-up" (do gás ou do líquido), que é diretamente relacionado com a área interfacial e tempo de contato entre as duas fases da dispersão. O "hold-up" de gás ou de líquido é facilmente determinado pela medida da altura de líquido retido. No presente trabalho, a altura de líquido retido foi medida em pratos perfurados sem vertedor em uma coluna de 5,5cm de diâmetro interno. Foram utilizados dois sistemas submetidos a destilação e em refluxo total, o sistema homogêneo etanol-butanol e o heterogêneo água-butanol, que são classificados segundo Zuiderweg e Harmens (1958) como sistemas neutro e negativo respectivamente. Vários experimentos foram realizados variando-se a área livre de escoamento do prato (10 a 21%), as vazões e as composições das fases vapor e líquida. Os efeitos dessas variáveis sobre os regimes de escoamento, a altura de líquido retido, a altura da dispersão, o "hold-up" líquido e a faixa de operação da coluna foram estudados. Foram observados três tipos de regimes de escoamento sobre o prato. "Froth", "Spray" e transição entre estes dois tipos de regimes. Observou-se que os regimes do tipo "Spray" e transição foram favorecidos por altos valores de área livre e baixos valores de velocidade de vapor. Verificou-se que a altura de líquido retido, para ambos os sistemas estudados, era fortemente influenciada pela velocidade de vapor e área livre de escoamento do prato, mas não sofreu influência significativa da composição. Verificou-se que a altura da dispersão apresentou um comportamento semelhante ao da altura de líquido retido. Verificou-se também, que o "hold-up" líquido,para o sistema etanol-butanol, sofreu influência do tipo de dispersão sobre o prato, mas para o água-butanol, pouca influência deste parâmetro foi observada. São propostas equações empíricas para a altura de líquido retido baseadas em dados experimentais dos sistemas etanol-butanol e água-butanol em função das vazões e propriedades físicas (viscosidade, massa específica e tensão superficial) das fases vapor e líquida e parâmetros geométricos dos pratos (diâmetro dos orifícios e área livre de escoamento). As correlações representam bem os resultados experimentais / Abstract: Not informed. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_RomildoPereira_D.pdf: 6600089 bytes, checksum: ac94aed53b1e1309ece2269d11873a38 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Resumo: Visando conhecer detalhadamente o comportamento dinâmico do processo de destilação extrativa, foram realizados estudos considerando diversos tipos de perturbações no processo. Para tanto, foram desenvolvidos modelos nos estados estacionário e transiente. O estudo foi realizado para quatro sistemas, os quais utilizam solventes com características distintas. Os resultados obtidos mostram que o processo de destilação extrativa apresenta comportamento simples para os diversos tipos de perturbações. Contudo, existe uma grande diferença entre o comportamento os sistemas, a qual é caracterizada pelo tipo de solvente. As colunas que operam com solvente de baixa volatilidade são mais fáceis de controlar, o que foi demonstrado pelas respostas dinâmicas do sistema. O controle foi outro aspecto abordado neste trabalho. Um estudo preliminar foi realizado, e os resultados mostraram que para todos os sistemas, um controlador clássico pode manter o processo nas condições desejadas. Foi realizada a avaliação de um nova configuração para o processo de destilação extrativa para sistemas que utilizam solvente com volatilidade relativa baixa. A nova configuração utiliza apenas uma coluna de destilação e os três componentes são obtidos em diferentes pontos da coluna. O desempenho é comparável ao da configuração convencional. A quantidade de energia total necessária em ambos os casos é também comparável, no entanto as respostas dinâmicas são bem diferentes... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In order to know in details the dynamic behavior of the extractive distillation process studies have been made considering severals types of disturbances in the process. For this steady and unsteady states models have been developed. Four kinds of systems have been considered which use solvents with distinct charactheristics. The result obtained show tha the extractive distillation process presents simple behavior for differents kinds of disturbances. However, there is a large difference among the system dynamic responses, which are characterized by the kind of the solvent. The columns operating with solvents of low volatility are easier to control as it was demonstrated by the resulting profiles. A preliminary study on control of the column has been made whichand the results show that a classical controller can keep the process on the desired conditions. Test of a new configuration for the extractive distillation process was realized for systems that uses low volatility solvents. The new configuration has the advantage of using just one column and the three components are obtained at different position along the column. The performance is comparable to the conventional one, that total reboiler duties in both cases are almost the same. However, the systems dynamic responses are quite different... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Artur Zaghini Francesconi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T05:50:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_SoniaMaria_M.pdf: 3489125 bytes, checksum: 1d4dd078582f164ff3e960625c9b4e4f (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O estudo do efeito salino no Equilíbrio Líquido-Vapor (EL V) em soluções binárias tem como interesse principal a quebra do azeótropo e mudanças nas volatilidades relativas. O presente trabalho tem como objetivo estudar o efeito salino no equilíbrio líquido-vapor (EL V) do sistema n-hexano/propan-2-01 na presença do sal CaCl2 nas frações molares de sal de 0,005; 0,010 e solução saturada (xsal>= 0,015) à pressão constante de 101,33 kPa. O sistema foi escolhido por ser um sistema não-aquoso (álcool/hidrocarboneto) e que forma um azeótropo. Para a obtenção do EL V foi utilizado um ebuliômetro de recirculação de ambas as fases desenvolvido por Zemp, R. J. e Francesconi, A. Z. [1] e as composições das fases líquida e vapor foram determinadas por cromatografia gasosa e a do sal por gravimetria. Os dados de EL V para o sistema n-hexano/propan-2-o1 livre de sal foram considerados termodinamicamente consistentes quando o método de Herington foi aplicado. Tanto o sistema salino quanto o livre de sal foram correlacionados pelo modelo UNIQUAC. Os resultados permitem concluir que o efeito salino no ELV para o sistema estudado alterou as volatilidades relativas deste, porém o ponto de azeotropia não foi quebrado nem modificado / Abstract: The study of salt effect on the vapor-liquid equilibria (VLE) of binary mixtures is of main interest in breaking azeotropes and improving relative volatilities. The aim of this work is to study the salt effect on the vapor-liquid equilibrium (VLE) of the system n-hexane/propan-2-ol in the presence of the salt CaCl2, in salt molar fractions of 0.005 and 0.010 and satured system (xsalt>= 0.015) at constant pressure of 101.33 kPa. The system was chosen because it is non-aquous (alcohol/hydrocarbon) and forms an azeotrope. The VLE was obtained by both phases recirculating still developed by Zemp, R.J. and Francesconi, AZ. [1] and the compositions of liquid and vapour phases were determined by gas cromotography and gravimetry for the salt. The VLE data for n-hexane/propan-2-ol were found to be thermodinamically consistent when Herington' s test was applied. Both data the system free of salt and the system with salt were correlated using the UNIQUAC model. The results a11ow the conclusion that the salt effect on the VLE for the system studied modifies the relative volatilities, but no change in the azeotropic point was observed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, CentroTecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-16T01:06:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:49:28Z : No. of bitstreams: 1 179376.pdf: 3035743 bytes, checksum: 27f0dd84d8f9fda2dfb0299e8d5fb29c (MD5)

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T21:58:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_PauloRobertoAlvesdos_M.pdf: 3911446 bytes, checksum: e65ad54da4d620e14aedd7417c6a32be (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho tem por finalidadeefetuar a modelagem, em ordem reduzida, de uma coluna de destilação em estado estacionário utilizando sais como agente de separação para o sistema Etanol-Água. A necessidade de modelos de processos eficientes que requeiram um menor esforço em sua solução tem motivado o desenvolvimento de técnicas para a simplificação e redução do tamanho do modelo. Uma dessas técnicas é o método da aproximação polinomial ou colocação ortogonal. As descontinuidades nos perfis da coluna, provocadas pela alimentação e/ou retiradas laterais são contornadas através de uma formulação que divide a coluna em seções, delimitadas pelos pontos de descontinuidades, onde são aplicados diferentes polinômios interpoladores. Essas aproximações reduzem drasticamente o número de equações necessárias para descrever o processo. A utilização de sais como agente de separação possibilita, frente aos processos convencionais de separação, a redução das dimensões da coluna de ftacionamento e da quantidade de agente de separação empregado. A adição de determinados sais ao sistema Etanol-Água altera substancialmente a composição da fase vapor em equilibrio deslocando, com isso, o ponto de azeotropia desse sistema para um valor maior de composição de etanol na fase vapor. Dependendo do sal utilizado e de sua quantidade, esse ponto pode ser totalmente eliminado. A não idealidade da fase líquida foi considerada através de um modelo de composição local do tipo UNIQUAC/Debye-Hückel para a determinação do coeficiente de atividade dos solventes. Os sais empregados neste trabalho como agentes de separação foram o cloreto de cálcio, o cloreto de lítio e o acetato de potássio. Os resultados obtidos das simulações das coluna de destilação extrativa salina apresentaram um bom ajuste, levando em conta a precisão dos instrumentos de medição e análise utilizados em engenharia, em relação ao modelo prato-a-prato, com uma considerável redução no tempo de processamento. A metodologia de se dividir a coluna em seções apresentou bons resultados na representação dos perfis de composições e temperatura da coluna. A utilização do modelo termodinâmico UNIQUAC/Debye-Hückel para o cálculo do coeficiente de atividade dos solventes não apresentou dificuldades de convergência do método de resolução das equações obtidas através da colocação ortogonal / Abstract: One of the major difficulties at mathematical models of staged separation systems is the large dimensionlity of the process models. These models introduce significant computational effort especially in cases involving repetitive simulations such as optimization and dynamic simulation for control systems The need of the efficient process models which require a smaller computational effort has motivated the reduced-order models developement. In this work is developed reduced-order models to steady-state distillation columns for ethanol-water system using salt effects for breaking the azeotrope, throught the aproximation method (orthogonal collocation). The discontinuities in column profiles, introduced by feed, are contoured by dividing the column into sections, where he composition profiles, in each section, are aproximated using continuous polynimial. These aproximations reduced drastically the number of equations requeried to describe the process. The utilization of salts as the separation agents in extrative distillation process make the reduction of the column dimensions possible and the agent amount used. The addition of specific salts in the ethanol-water system alter the vapor-líquid equilibrium relationship of the system in a manner favorable to the separation. The salts used in this work as separation agents were calcium chloride (CaCh), potassium acetate (KC2O2H3) and litium chloride (LiCl). The thermodynamic model employed to describe the activity coefficients in the mixed solvent/salt systems is a extended UNIQUAC model. The results, got form the extractive distillation column simulation, showed a good agreement with the model tray-to-tray, processing time decreasing / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perioto_FabianoRomero_M.pdf: 2598126 bytes, checksum: 3dc3c43bc391145773afca1ccf1f5e4d (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: o presente trabalho representa urna contribuição à síntese do processo de destilação azeotrópica, o qual é utilizado para a separação de misturas líquidas com comportamento nãoideal, englobando a modelagem de coluna de destilação azeotrópica trifásica no estado estacionário. Os seguintes desenvolvimentos fazem parte desta tese: . Modelagem e Simulação de Separadores Simples Trifásicos : desenvolvimento da modelagem e simulação de separadores simples para sistemas multicomponentes, à temperatura e pressão fixas, englobando cálculos de equilíbrios líquido-líquido, líquidovapor e líquido-líquido-vapor, além de possibilitar também cálculos de pontos de bolha multifásicos. Esta metodologia é aplicável à caracterização terrnodinâmica de sistemas multicomponentes através das superficies de equilíbrio, sendo totalmente independente do fornecimento de estimativas iniciais; . Metodologia de Cálculo de Azeótropos Homogêneos e Heterogêneos para Sistemas Multicomponentes : desenvolvimento de nova metodologia de cálculo de pontos de azeotropia para sistemas multicomponentes englobando os casos homogêneos e heterogêneos. Esta metodologia é totalmente independente do fornecimento de.estimativas iniciais. Tal ferramenta é de suma importância na escolha de processos de separação adequados, particularmente orientando a escolha de solventes para a destilação azeotrópica; . Modelagem e Simulação de Colunas de Destilação Azeotrópica: desenvolvimento da modelagem e simulação de colunas de destilação azeotrópica aplicadas à separação de misturas multicomponentes, possibilitando o cálculo de equilíbrio líquido-líquido-vapor nos estágios internos da coluna. O programa apresenta urna metodologia de geração de estimativas dos perfis das variáveis de interesse e posterior identificação das regiões de equilíbrios líquido-líquido e líquido-líquido-vapor a partir do emprego de simuladores cOmerCiaIs / Abstract: This work represents a contribution to the synthesis of azeotropic distillation process, that is used to the separation of non-idealliquid mixtures, with the modelling of Steady-State Three-Phase Azeotropic Distillation Column. The following developments were carried out in this thesis: . Modelling and Simulation of Three-Phase Flash: development of the modelling and simulation of Three-Phase Flash to multicomponent systems, at fixed temperature and pressure, with liquid-liquid, liquid-vapor, liquid-liquid-vapor equilibrium calculations and multiphase bubbIe point calcuIations. This methodology is applicable in the thermodynamic characterization of the multicomponent systems through equilibrium surfaces, being totally independent of the initial estimates suppIy; . Methodology of Calculation of Heterogeneous and Homogeneous Azeotropes for MuIticomponent Systems: development of a new methodology of azeotropes calculations to multicomponents systems, with homogeneous and heterogeneous cases, independently of initial estimates supply. This tool is. very important for choosing adequate separation processes, especially to guide the choice of solvents to the azeotropic distillation application; . Modelling and Simulation of Azeotropic Distillation Columns: development of the modelling and simulation of the azeotropic distillation columns applicabIe to multicomponent systems separation, enabling the liquid-liquid-vapor equilibrium calculation in the internal stages of the column. The program presents a methodology to generation of estimates to the profiles of the interest variables and identification of the liquid-liquid and liquid-liquid-vapor equilibrium regions through commercial simulators / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T09:28:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuzJunior_LuizFernandodeLima_D.pdf: 12996437 bytes, checksum: 84fa5e183f186e7b8074363a26265681 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A síntese otimizada de processos é uma preocupação constante do engenheiro químico. Este sempre deve ter disponível o maior número de informações possível para que a sua tomada de decisão seja a mais correta do ponto de vista econômico, ambiental e de obtenção dos produtos desejados. Neste trabalho de tese, enfoca-se a síntese de processos de separação, visto que as etapas de separação podem significar uma grande parte do custo total de um processo químico e/ou bioquímico, além de sua viabilidade ou não. Teve-se como objetivo desenvolver uma metodologia de definição, avaliação, análise e agrupamento de informações a respeito dos componentes e da mistura a ser separada. Desta forma, a seleção de processos de separação e o sequenciamento dos mesmos toma-se uma atividade acompanhada com o maior número de dados de projeto e de custos das etapas de separação. Foi desenvolvida uma interface especialista para dar acesso fácil às informações sobre propriedades físico-químicas de componentes puros e algumas propriedades de misturas. O sistema especialista retira todos os dados para os cálculos do banco de dados do simulador comercial ASPEN PLUS, sem nenhuma intervenção do usuário. Nesta interface, também se tem acesso a um procedimento desenvolvido em Fortran para estimativa da presença de azeótropos homogêneos ou heterogêneos, informação imprescindível durante a separação de misturas. Um parâmetro para auxílio no sequenciamento de colunas de destilação foi proposto e se mostrou bastante eficiente na definição de uma seqüência inicial que sempre foi bastante próxima da ótima. As simulações necessárias durante a operação do sistema especialista são realizadas usando o simulador e podem ser aproximadas ou rigorosas. Para alguns casos, o uso de diferentes modelos foi importante na escolha da etapa de separação. A interface desenvolvida permite fácil obtenção dos resultados obtidos através do uso de um navegador de internet, facilitando sobremaneira a visualização dos mesmos. Além do sistema especialista permitir o acompanhamento completo da síntese da seqüência de colunas ( dimensões, especificações, custos, etc. ), pode-se utilizá-lo para avaliar rapidamente o maior número de possibilidades, tirando qualquer dúvida a respeito da rota escolhida. Como alternativa a uma seqüência de colunas de destilação, mostrou-se o quanto seria eficiente o uso de uma coluna de destilação em batelada multicomponente operada utilizando técnicas avançadas de controle, como o controle por matriz dinâmica ( Dynamic Matrix Control ). Avaliou-se também como o posicionamento de sensores pode ser bastante importante na hora de se analisar uma estratégia de controle de processos. A ferramenta desenvolvida é, sem dúvida, bastante eficiente na ajuda ao engenheiro de processos durante a síntese de processos de separação / Absrtact: Processes synthesis is a constant concern of the chemical engineer. He must have as much information as possible available to make the correct decision from the economical and environmental point of view, besides guaranteeing the obtention of the desired products. In this work, the synthesis of separation processes is focused. The separation tasks may constitute a large part of the total costs of a chemical or biochemical process, besides determining its viability. The objective was to develop a methodology of definition, evaluation, analysis and information gruping with respect to components and to the mixture to be separated. In this way the selection of separation processes and their sequencing need to have the largest number of design data and costs of separation task available. An expert interface was developed to enable easy access to physical-chemical properties of pure components and to some properties of the mixture. The expert system reads all the data from the databanks of the commercial simulator Aspen PlusTM without any user intervention. The interface also gives access to FORTRAN routines, which estimates the presence of homogeneous and heterogeneous azeotropes, information that is very important for mixture separation. A parameter to aid in distillation columns sequencing was proposed and it was shown that it gives an initial sequence always very c1ose to the optimal one. The simulations needed to the operation of the expert system were carried out using the simulator and can be rigorous or short-cut. In some cases, the use of different models was important for the choice of the separation task. The developed interface enables easy visualisation of the results by using an Internet browser. The expert system enables the complete understanding of the column sequence synthesis ( dimensions, specifications, costs, etc. ) and it can be used to the fast evaluation of the largest number of feasible sequences, not letting any doubt about the chosen one. It was shown that the use of a multicomponent batch distillation operated using advanced control techniques ( Dynamic Matrix Control, for instance ) would be a good choice as an alternative for a sequence of distillation columns. It was also shown that the positioning of the sensors is very important for the analysis of process control strategies. The developed tool is, without any doubt, very useful to aid the process engineer during separation processes synthesis / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T03:03:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Xavier_PatriciaFaria_M.pdf: 6623053 bytes, checksum: 686b4dc23ce078328ce1014c0c1143f1 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A caracterização de sistemas é fundamental na escolha do processo de separação mais adequado. O tipo de sistema a ser separado tem importância na viabilidade do processo, na otimização e minimização da geração de poluentes. Este trabalho tem como objetivo caracterizar vários tipos de sistemas, entre eles, sistemas de interesse industrial como etanol I água e água I fenol, e outros sistemas contendo aminas, para fins de estudo sistemático. As principais etapas deste trabalho são: gerar dados do equilíbrio de fases líquido(líquido) - vapor de diversos sistemas de interesse industrial, avaliar as composições individuais e globais das fases líquidas para cada sistema, calcular a existência ou não de azeótropos binários e ternários, homogêneos e heterogêneos, utilizando-se o programa (AZEOT.EXE) desenvolvido no Laboratório de Desenvolvimento de Processos de Separação (LDPS) por Perioto et ai. (1997); desenvolver uma metodologia de linhas de equilíbrio "pseudo- binários" para avaliar o desempenho de solventes para aplicação em processos de destilação extrativa e azeotrópica; calcular os fatores de separação aij em função da temperatura, pressão e composição de todas as fases em equilíbrio para os sistemas considerados. A metodologia utilizada permite a determinação da composição das três fases em equilíbrio na região de miscibilidade parcial sem que seja necessário fornecer estimativas iniciais. O programa também calcula o "flash" trifásico e fornece dados de equilíbrio que podem ser usados para gerar as superfícies de equilíbrio. Será feita uma análise da influência dos parâmetros utilizados no programa, uma vez que estes afetam, de forma significativa, os resultados obtidos. Para isto, será utilizada uma ferramenta de grande utilidade hoje, o simulador comercial de processos HYSYS / Abstract: The characterization of multicomponent systems is fundamental in the choice of the most appropriate process for a mixture separation. The system behavior influences the choice and the kind of equipment to be used. Besides, it determines the available solvents. The main objective of this work is to characterize several types of systems. Among them, systems of industrial interest such as ethanol / water and water / phenol, and other systems containing amines, as part of a systematic study. To accomplish this objective, the work was divided in the following steps: generation of vapor - (liquid) - liquid equilibrium data of several systems of industrial interest, using the program (AZEOT.EXE), developed by Perioto et alo (1997) in the Laboratory of Separation Process Development (LDPS); evaluation of the individual and global compositions ofthe liquid phases for each system; determination ofthe existence or not of binary and ternary, homogeneous and heterogeneous azeotropes; development a methodology which makes use of pseudo-binary equilibrium lines to evaluate the performance of solvents for application in extractive and azeotropic distillation process; calculation of the separation factors aij of all the phases in equilibrium for the considered systems, as a function of the temperature, pressure and composition. The methodology used in this work allows the determination of the composition of the three poses in equilibrium in the area of partial miscibility, with no need to supply initial estimates. The program also calculates the three phase flash and supplies equilibrium data toot can be used to generate the equilibrium surfaces. An analysis of the influence of the parameters used in the program will be made, considering that affect, in a significant way, the obtained results. To do this, a tool of extreme importance, the commercial simulator HYSYS, will be used. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T03:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cirne_MarciaIzabelSantos_M.pdf: 3453623 bytes, checksum: d97973614a7dfb39f3e09071fb8e1d3a (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A destilação extrativa em batelada possibilita a separação de misturas azeotrópicas e misturas de baixa volatilidade relativa utilizando-se colunas em batelada. Para descrever o comportamento do processo foi desenvolvido um modelo realístico considerando-se as contribuições dos balanços de massa e energia, os acúmulos líquidos na coluna, o cálculo rigoroso do equilíbrio de fases e principalmente a forma e posição de introdução do solvente à coluna. Considerando-se que a base da coluna de destilação em bateladas contém toda a mistura a ser separada, que a entrada de solvente é na parte superior da coluna, e que o modo de introdução deste solvente é diferente com o decorrer do tempo, é extremamente complexa a política operacional deste processo. O sistema rígido de equações gerado pelo modelo é solucionado pelo método implícito de Gear, através da subrotina LSODAR. O simulador desenvolvido, UNIBED, foi utilizado no estudo da separação de diferentes classes de misturas, explorando-se parâmetros relevantes ao processo, como a razão de refluxo, o calor fornecido ao refervedor e a taxa de introdução de solvente. As misturas azeotrópicas estudadas foram classificadas em três diferentes tipos de acordo com as características do solvente empregado em cada uma delas. As misturas pertencentes à classe 1 são aquelas em que o solvente é o componente de maior ponto de ebulição; o uso desses solventes é típico em processo de destilação extrativa... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Batch extractive distillation allows the separations of azeotropic and low relative volatility mixtures using batch columns. To describe the process behaviour it has been developed a realistic model considering the contributions of mass and energy balances, the column liquid holdups, the rigorous phase equilibrium calculation and principally the way and the position of the solvent introduction at the column. Considering that the still of the column constains all the mixture to be separated, the solvent entrance is near the column top, and the solvent introduction way is different along the time, this process operating policy is extremely complex. The stiff equation system generated by the model is sorted out by Gear¿s implicit method in the LSODAR subroutine. The developed simulator, UNIBED, has been used to study separation of different type of mixtures, exploring important process parameters, like reflux ratio, reboiler duty and solvent introduction flow. The azeotropic mixtures studied have been classified into three different types according to the characteristics of the solvent used in each one. In the mixtures belonging to class 1, the solvent is the least volatile component. In extractive distillation columns the use of this class of solvent is typical. Mixtures in classes 2 and 3 use alternative solvents... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital dissertation / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química