Orientador: Roger Josef Zem / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:37:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_SergioHenriqueBernardode_M.pdf: 7087271 bytes, checksum: 424de667959c8f59f06efa940883a584 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: 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, a análise da distribuição das forças motrizes baseada no conceito de exergia é muito simples e pode ser aplicada a colunas independentemente do número de componentes, número de estágios, número de alimentações ou retiradas laterais e do uso de refervedores e/ou condensadores intermediários...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Distillation is undoubtedly the most used separation process in the chemical industry, also being the most energy intensive. Much work has been done to improve the energy efficiency of distillation columns. Besides stand-alone optimisation, methods that provide a systematic procedure for a better heat integration of columns with the background process have also been sought for. Changes in feed stage location, feed condition and the benefit of using side-condensers or/and side-reboilers have a very strong efffect on the energy efficiency of a column, and its suitability to be integrated with other processes. ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / 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

Orientadores: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira, Teresa Massako Kakuta Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T01:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_JoaoVicenteSantiagodo_M.pdf: 2617456 bytes, checksum: 0530c843a97343418362666d8ed43d91 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A evolução de equipamentos de alta performance como pequenas colunas de recheio é uma das preocupações mais freqüentes atualmente nas áreas de pesquisa e projeto em Engenharia Química. As colunas de recheio são importantes em operações líquido-vapor em larga escala tais como destilação, absorção, extração e dessorção. Estes sistemas normalmente necessitam grandes colunas para obter elevados níveis de separação, onde a gravidade é a força motriz do escoamento e contato das duas fases. A literatura relata que a coluna de recheio centrífuga, na qual a força da gravidade substitui a força centrifuga, denominada ¿Higee ¿ alta gravidade¿, apresenta alta eficiência de separação em equipamentos de dimensões reduzidas, comparado a uma coluna convencional. A unidade é baseada em uma centrífuga na qual o recheio de uma coluna convencional é comprimida em um disco (rotor) em forma de uma rosca. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento de transferência de massa e eficiência de uma coluna de destilação com recheio rotativo. O sistema n-hexano/n-heptano foi utilizado trabalhando-se à pressão ambiente sobre refluxo total. Neste sistema, o leito com recheio pode ser operado de 500 a 2500 rpm, na qual fornece uma força gravitacional de 22 a 560 g baseado no raio médio aritimético... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The evolution of high performance equipment as the small packed columns is one of the most important preoccupations in chemical engineering research and design nowadays. The packed columns are important for large-scale vapour-liquid operations such as distillation, absorption, extraction and stripping. These operations, normally require large colmns to obtain high separation degrees, where the gravity is the driving force for the flowing and contact of the two phases. The literature reports that rotating packed beds, which replace gravity force by centrifigal force named ¿Higee ¿ high gravity¿, present high efficiency with reduced dimension, as compared to the conventional packed bed. The unit is based on a centrifuge in which the packing of a conventional distillation columns is compressed in a doughnut-shaped disc (rotor). The purpose of this work was to study the mass transfer and efficiency behaviour of a rotating packed distillation column. The binary system n-hexane/n-heptane was used under atmospheric pressure and total reflux conditions. In this system, the packed bed can be operating from 500 a 2500 rpm, which provides gravitational forces from 22 to 560 g based on the arithmetic mean radius. The rotor was 0.4 m in height and 0.16 m in diameter and ceramic Rasching rings packing from 0.7 and 0.9 cm in diameter... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:29:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonifacio_WellingtonPires_M.pdf: 2000438 bytes, checksum: d49413d9f80daa0f19d70cccab1fcd19 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidas simulações e otimização do processo de destilação reativa, utilizando o software comercial ASPEN PLUS. Frente a isto, o processo de produção e separação do MTBE e a separação de xilenos, foram escolhidos como casos estudos. O objetivo é obter produtos de alta pureza e a minimização de geração de efluentes. No processo do MTBE, foi utilizada uma coluna de 17 estágios teóricos, com a zona reativa localizada entre os estágios 4 e 11. Os coeficientes de atividade forma calculados através da equação de UNIQUAC e para os coeficientes de fugacidade foi utilizada a equação de Redlich-Kwong. Finalmente, foi utilizado o modelo cinético definido por Rehfinger (1990). No processo de separação de xilenos, foi considerada uma coluna de 12 estágios teóricos. A pressão de operação desta coluna é de 44 a 54 torr e a taxa de refluxo é 2,0. Para o cálculo do equilíbrio líquido e vapor foi utilizada a lei de Raoult. Para o equlíbrio cinético, foi utilizada a equação de energia livre de Gibbs. O fenômeno da multiplicidade do estado estacionário foi observado em ambos os casos, e este fato foi de fundamental importância para definir o ponto ótimo de operação em cada caso. No processo de separação do MTBE, o produto obtido possui 99,9% de pureza e, na separação de xilenos, foi proposto um processo contendo 3 colunas para atingir-se a pureza de 99,5% em p-xileno / Abstract: In this work, simulations and optimization of the reactive distillation process, using the commercial software ASPEN PLUS were developed. Based on it, the process of production and separation of MTBE and the separation of xylenes, were chosen as case studies. The objective is to get products with high purity and waste minimization. In the MTBE process, it was considered a column of 17 theorical stages, with the reactive zone between stages 4 and 11. The activity coefficients were calculated by UNIQUAC equation. And, finally, it was used the reactional model defined by Rehfinger (1990). In the xylenes separation process, it was considered a column of 12 theoretical stages. The operation pressure of this column is between 44 and 54 torr and the reflux ratio is 2,0. For the liquid and vapor equilibrium calculation the Raoult's law was used. For Kinetic equilibrium, it was used the Gibbs free energy equation. The phenomenon of multiplicity of the steady state was observed in both cases, and this fact was very important to defme the optimum operating point in each case. In the MTBE process, was obtained a product with 99,9% of purity and, in the separation of xylenes, it was proposed a process containing 3 columns to reach a purity of 99,5% / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Teresa Massako Kakuta Ravagnani, João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:39:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_JoaoVicenteSantiagodo_D.pdf: 3071500 bytes, checksum: 4d13752960275c06d01978f5a79c6cf1 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: As colunas de recheio são importantes em operações vapor-líquido de longa escala tais como a destilação, absorção e dessorção. Sua capacidade para transferência de massa em contracorrente é limitada devido à sua inundação. Como conseqüência, grandes colunas são comumente requeridas para obter altos níveis de separação. Para superar esta limitação, a tecnologia HIGEE ('high g' - alta gravidade) utiliza uma coluna de recheio rotativa, primeiramente desenvolvida por Ramshaw e Mallinson (1981), na qual induz forças centrífugas acima de 1000 vezes a gravidade terrestre. O aumento da força motriz permite o aumento da capacidade e eficiência da coluna. De acordo com vários autores, o tamanho do equipamento pode ser consideravelmente reduzido comparado com equipamentos convencionais reduzindo seu custo operacional. A principal proposta deste trabalho é avaliar o coeficiente global de transferência de massa, Kyae, aplicando a tecnologia HIGEE em uma coluna com recheio rotativo usando dois sistemas destilantes, n-hexano/n-heptano e etanol/água, na presença de recheios randômicos e estruturados. As operações foram conduzi das sob pressão atmosférica e em condições de refluxo total e parcial. A velocidade do rotor foi variada de 300 a 2500 rpm, na qual fornece forças centrífugas de 5 a 316 vezes a gravidade terrestre. Ele possuiu 8,0 cm de raio externo, 2,2 cm e raio interno e altura axial de 4,0 cm. O efeito do sistema destilante, velocidade de vapor, da velocidade de rotação, tipo de recheio e da concentração de n-hexano sobre Kyae foram analisados. Os resultados experimentais mostraram que o Kyae depende do fluxo de líquido e da velocidade do rotor. O equipamento apresentou alta eficiência de separação para o sistema n-hexano/n-heptano, entretanto menos acentuado para o sistema etanol/água. Equações empíricas são propostas para predizer o Kyae para cada sistema destilante / Abstract: Packed columns are important for large-scale vapour-liquid operations such as distillation, absorption and stripping. The capacity of these columns for countercurrent mass transfer is limited by flooding. As a consequence, large columns are usually required to obtain high separation degrees. To overcome this limitation the HIGEE technology ('high g' - high gravity) utilizes a rotating packed bed, firstly developed by Ramshaw and Mallinson (1981), which induces centrifugal forces over 1000 times that of the terrestrial gravity. The increased driving force allows for increased throughput in the unit and improved mass transfer efficiency. According to several authors, the size of the equipment can be considerably reduced compared with conventional ones, reducing its capital cost. The main purpose of this work is to evaluate the global mass transfer coefficient, Kyae, when applying the HIGEE technology to rotating packed beds using two distilling systems, n-hexane/n-heptane and ethanol/water, in the presence of random and structured packings. The operations were carried out under atmospheric pressure, and total and partial reflux conditions. The rotor speed of column was varied from 300 to 2500 rpm, which provided centrifugal forces from 5 to 316 times the terrestrial gravity. It had an outer radius of 8.0 cm, an inner radius of 2.2 cm and an axial length of 4.0 cm. The effect of distillant system, vapour velocity, velocity of the rotor, packing type and concentration of n-hexane on Kyae were analysed. Experimental results showed that the Kyae depends on the liquid flow rates and on the rotor speed. The equipment presented higher separation efficiency for n-hexane/n-heptane system, than that observed for ethanol/water system. Empirical equations are proposed to predict the Kyae for each distilling system / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Jose Fernando Gregori Faigle / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Porto_MariaEugeniaGarcia_D.pdf: 1262226 bytes, checksum: bb10884e159354583b2ae7accc230925 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo210_1.pdf: 1599999 bytes, checksum: 6aa611c4066290949ffd21408dce9a3f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / Hoje em dia há uma tendência global de refino de óleos pesados e tecnologias capazes de converter esses óleos em frações mais leves e com um maior valor agregado tornam-se indispensáveis. Este fato tem evidenciado os processos térmicos, como o coqueamento retardado. Uma unidade de coqueamento é geralmente composta de por três equipamentos fundamentais: a torre fracionadora, o forno de coqueamento e no mínimo dois tambores de coqueamento que trabalham em alternância devido à remoção dos sólidos produzidos no processo. A torre fracionadora tem como objetivo principal o fracionamento dos efluentes oriundos dos tambores de coque e da corrente de alimentação que pode ser oriunda das torres a vácuo ou atmosférica, da integração energética de diversas correntes do processo, bem como do amortecimento dos distúrbios gerados quando há o switch entre os tambores que mantém a coluna sobre os valores desejados. Para simulação dinâmica da torre fracionadora partiu-se do modelo, em estado estacionário, desenvolvido por KAES em ambiente Hysys® utilizando a abordagem por pseudocomponentes para representação composicional de todas as correntes. O modelo adaptado foi utilizado para gerar dois diferentes bancos de dados para o treinamento de redes neurais, as quais foram utilizadas para inferenciar a composição dos gasóleos de coque leve e pesado. Para construção do estimador neural, em ambiente Matlab®, foi realizada uma análise de sensibilidade utilizando a decomposição em valores singulares (SVD) a fim de se selecionar as melhores variáveis como entradas para o modelo. Na definição da topologia da rede neural, fez-se uso de um software de busca de topologia, AV Analisador Virtual, para determinar a melhor topologia possível baseando-se em dois diferentes parâmetros de escolha, o primeiro com base no erro, e o segundo com base no erro e no número de neurônios. Avaliaram-se as redes para ambos os bancos de dados gerados escolhendo-se as melhores redes através do erro médio quadrático. As composições estimadas foram utilizadas na elaboração de um controle inferencial e comparados a estruturas de controle baseadas na temperatura de topo e num prato escolhido

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T02:46:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_EleniseBannwartde_M.pdf: 2724642 bytes, checksum: 9701423a0d223e17568f3d19de85cbb2 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Nos dias atuais, está sendo dada uma grande importância para os produtos de fonte naturais, os quais são produtos de alto valor agregado, obtidos com alta tecnologia e pertencem à área dos produtos de química fina. Dentre esses produtos, estão as vitaminas, produtos para a fabricação de cosméticos, produtos farmacêuticos, corantes, etc. Muitas vezes, a maioria destes produtos são moléculas de alto peso molecular ou termicamente sensíveis, dificultando a separação ou purificação por meios tradicionais, na maioria das vezes uma destilação convencional, onde utilizam-se elevadas temperaturas, que acabam decompondo esses materiais. Com o intuito de proceder a separação ou purificação destes tipos de produtos correspondente, baixas temperaturas, minimizando perdas por decomposição térmica. È um processo, no entanto, que exige bastante conhecimento para ser conduzido. Pequenas variações nas condições de processo, resultam em grande alterações nas características das correntes emergentes. Basicamente, existem dois tipos de equipamentos para a realização da destilação molecular: o destilador molecular de filme descendente e o destilador molecular centrífugo. Uma modelagem rigorosa e a simulação destes destiladores é muito importante para estabelecer a viabilidade ou não de um processo e as condições de operação, para melhorar o rendimento e pureza do produtos final e para estabelecer o índice de flexibilidade do processo. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In the current days, great importance is being given to products that come from natural sources, belonging to the class of products of fine chemistry, which are products of high added value and obtained with high technology. These products are vitamins, substances for the production of cosmetics, pharmaceutical products, coloring products, among others. Quite often, most of these products are molecules of high molecular weight or thermally sensitive, hindering the separation or purification through traditional methods, most of the time a conventional distillation, where they are subjected to high temperatures, wich decompose these materials. An alternative to succeed in the separation or purification of such products is the use of molecular distillation, wich is a peculiar case of evaporation: it operates under low pressure values and, therefore, at relatively low temperatures, minimizing the thermal decomposition. However, it is necessary to have large comprehension of molecular distillation to operate it, since small variations in the process conditions may result in great alterations in the characteristics of the product streams. There are basically two types of molecular distillation apparatuses: falling film and centrifug al. The rigorous modeling and simulation of such devices is very important to establish the availability or not of a process and its operating conditions, to improve the yield and purity of the final product and to establish the flexibility index of the process. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / 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 2018-07-25T23:23:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RojasTalavera_RichardMartin_M.pdf: 8276767 bytes, checksum: 9b5ab862e6a2be4dea0288bfef553b6d (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A destilação é um processo de separação difusional através do qual misturas podem ser separadas em componentes puros, usando como agente de separação o calor e/ou a massa. De acordo com a natureza da alimentação e com as especificações de produto desejadas, este processo pode ser simples, ou complexo, como os que geralmente se encontra na indústria. O projeto para a coluna de destilação tem sido estudado há muito tempo e, hoje, com a ajuda dos computadores e dos simuladores comerciais, modelos mais rigorosos estão sendo aplicados para simular em condições mais reais o comportamento destas colunas. Estes cálculos, no entanto, são complexos e, geralmente, cálculos "shortcut" são realizados primeiramente, para gerar estimativas iniciais aos métodos rigorosos. No entanto, cálculos "shortcut" como as equações de Fenske e Underwood, para o número de estágios mínimo e a razão de refluxo mínima teóricos, que estão disponíveis na maioria dos programas de simulação, não são aplicáveis a misturas complexas, fazendo, então, com que os cálculos rigorosos sejam mais complicados tanto do ponto de vista de convergência, quanto do ponto de vista de possibilidades fisicas do processo. O presente trabalho consiste na avaliação das propriedades limites operacionais usando o simulador comercial, HYSIM. Para o número de estágios mínimo, um número de estágios fixo é usado no inicio, para a primeira simulação, depois, o número de estágios é reduzido gradualmente até o ponto onde não se consiga mais convergência. Então, o menor número de estágios com os quais é possível que a coluna convirja, seria o número de estágios mínimo prático. O ponto de alimentação é o ótimo em cada caso. Para calcular a razão de refluxo mínima prática, é preciso o procedimento oposto. O número de estágios é incrementado até que a energia no refervedor permaneça constante, a um valor mínimo, com o aumento do número de estágios. Esta configuração, do número de estágios e da localização ótima de alimentação, para a razão de refluxo mínimo prático seria já o projeto ótimo em termos de consumo de energia. Embora este procedimento pareça simples, é trabalhoso e demorado. A sua vantagem é que trabalha para qualquer mistura que o simulador suporte, simples ou complexa e os resultados são confiáveis. Finalmente, também como parte do trabalho com o simulador HYSIM, demonstra-se que é possível simular configurações de colunas complexas como o caso da coluna Petlyuk / Resumo: A destilação é um processo de separação difusional através do qual misturas podem ser separadas em componentes puros, usando como agente de separação o calor e/ou a massa. De acordo com a natureza da alimentação e com as especificações de produto desejadas, este processo pode ser simples, ou complexo, como os que geralmente se encontra na indústria. O projeto para a coluna de destilação tem sido estudado há muito tempo e, hoje, com a ajuda dos computadores e dos simuladores comerciais, modelos mais rigorosos estão sendo aplicados para simular em condições mais reais o comportamento destas colunas. Estes cálculos, no entanto, são complexos e, geralmente, cálculos "shortcut" são realizados primeiramente, para gerar estimativas iniciais aos métodos rigorosos. No entanto, cálculos "shortcut" como as equações de Fenske e Underwood, para o número de estágios mínimo e a razão de refluxo mínima teóricos, que estão disponíveis na maioria dos programas de simulação, não são aplicáveis a misturas complexas, fazendo, então, com que os cálculos rigorosos sejam mais complicados tanto do ponto de vista de convergência, quanto do ponto de vista de possibilidades fisicas do processo. O presente trabalho consiste na avaliação das propriedades limites operacionais usando o simulador comercial, HYSIM. Para o número de estágios mínimo, um número de estágios fixo é usado no inicio, para a primeira simulação, depois, o número de estágios é reduzido gradualmente até o ponto onde não se consiga mais convergência. Então, o menor número de estágios com os quais é possível que a coluna convirja, seria o número de estágios mínimo prático. O ponto de alimentação é o ótimo em cada caso. Para calcular a razão de refluxo mínima prática, é preciso o procedimento oposto. O número de estágios é incrementado até que a energia no refervedor permaneça constante, a um valor mínimo, com o aumento do número de estágios. Esta configuração, do número de estágios e da localização ótima de alimentação, para a razão de refluxo mínimo prático seria já o projeto ótimo em termos de consumo de energia. Embora este procedimento pareça simples, é trabalhoso e demorado. A sua vantagem é que trabalha para qualquer mistura que o simulador suporte, simples ou complexa e os resultados são confiáveis. Finalmente, também como parte do trabalho com o simulador HYSIM, demonstra-se que é possível simular configurações de colunas complexas como o caso da coluna Petlyuk / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: João Alexandre F. Rocha Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T15:53:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fileti_AnaMariaFrattini_D.pdf: 5230676 bytes, checksum: eaac3e2c4ab59c9aad64dacab7d203d3 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Processos de separação são de relevante importância na indústria química, sendo a destilação em batelada um destes processos mais antigos. Apesar de ter sido considerado ultrapassado pelo surgimento das colunas de destilação contínuas, o processo em batelada tem recebido atenção especial nos últimos anos em função do interesse crescente na área que se destina à produção de substâncias químicas ou bioquímicas de alta tecnologia e alto valor agregado, e em problemas ambientais de redução de volumes residuais. Apesar de envolverem princípios fenomenológicos similares que lhes conferem características de processos não-lineares, a falta de alimentação contínua no equipamento em batelada torna os perfis de temperatura e composição instantâneos ao longo da coluna, exigindo sistemas de controle substancialmente diferentes. Diante das constantes variações nas características do processo (regime transiente), desenvolveram-se projetos de sistemas de controle digitais que se desviassem da sintonia e ¿design¿ fixos dos algoritmos convencionais de controle por retroalimentação, para controle de composição de topo através da manipulação da vazão de refluxo. Visando economia de energia, uma malha independente, de controle de aquecimento na base da coluna, opera através de medições de composição de fundo ou diferencial de pressão ao longo da coluna. Inicialmente estudou-se uma das maneiras mais simples de se efetuarem adaptações nos parâmetros ajustáveis do sistema de controle digital: as adaptações programadas (¿Programmable Adaptive Control¿)... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Separation processes are very important in chemical industries where batch distillation appears as one of its oldest processes. Over the last few years batch processing has received renewed attention because of the growing interest in the production of high-technology, high-value added chemical and biochemical products and also in environmental problems of industrial waste minimization. Based on similar phenomenological aspects, both batch and continuous distillation are characterized as non-linear processes, but due to the absence of feed streams in batch equipments the temperature and composition profiles become instantaneous, with substantially different control systems requirements. In order to control top composition, by handling the reflux ratio, digital control systems taking into account the unsteady process characteristics were developed where design did not follow the conventional feedback control loop by measuring bottom composition or column pressure differential, therefore minimizing the energy consumption. An ordinary way of adjusting the controller parameters was initially studied: the Programmable Adaptive Controller (PAC). The adjustments are previously scheduled and on-line performed through measurements of an auxiliary variable which correlates well with the changes in process properties and on the involved process phenomena. In practice, however, where complex mixtures are usually processed, the independence on the referred knowledge about the mixture is crucial and claims an on-line process identification procedure... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química