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: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T07:04:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliao_JoaoTeixeira_M.pdf: 4262280 bytes, checksum: e4958b4691aa049152e519aa352bfe47 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O cenário mundial da refinação do petróleo aponta uma oferta crescente de óleos crus pesados e, por outro lado, o mercado de derivados indica uma diminuição na demanda de combustíveis pesados, como o óleo combustível, e um crescimento acentuado na demanda de produtos leves, como a gasolina e o óleo diesel. A crescente preocupação com as questões de natureza ambiental vem pressionando, para que as indústrias de refinação desenvolvam novas tecnologias e aperfeiçoem as existentes, para que haja uma maior eficiência e redução da emissão de poluentes, quando da queima destes combustíveis fósseis. O presente trabalho experimental, realizado em escala de laboratório, apresenta resultados satisfatórios quanto ao processo de conversão de óleo decantado em piche de petróleo, através do tratamento térmico, seguido de destilação e oxidação, como sendo uma alternativa segura tecnicamente para o aproveitamento alternativo de frações pesadas de baixo valor agregado. Desse modo a conversão de cargas residuais das unidades de FCC, torna-se atrativa, uma vez que através desse processo pode-se colocar no mercado nacional produtos de maior valor comercial, como o piche de petróleo, ao mesmo tempo em que as necessidades de derivados são atendidas / Abstract: An analysis of the international oil market indicates an increasing offer and a reducing demand of heavy crude oils. On the other hand, the demand for light fuels like gasoline and diesel oil is continuosly increasing. The global environment concern is pushing the oil companies to develop new technologies and improve the existing ones in order to reduce the polutants emission and increase the combustion of these fuels. This experimental work presents satisfactory results of the conversion of clarified oils producing petroleum pitch. The process is basically composed by a heat treatment followed by a distillation and oxidation steps. It appears as a safe alternative to the use of heavy fraction with low prices In this way, the conversion of the residues generated by the FCC unities becomes feasible and with the possibility to supply the national market with valuable products like the petroleum pitch as well as light fractions / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

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: Mario de Jesus Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_AlexandreRodrigues_M.pdf: 3484513 bytes, checksum: f412203a0df7736887e63d3c2e42752f (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Uma das maiores dificuldades encontradas no estudo dos processos de separação por estágios é a grande dimensão dos modelos do processo. Assim, a simulação desses processos envolve um elevado número de equações algébrico-diferenciais não-lineares ocasionando um elevado esforço computacional. Vários pesquisadores têm proposto estratégias que reduzam a dimensão dos modelos, estas técnicas recebem o nome de métodos de redução de ordem e os modelos por ela obtidos são denominados modelos de ordem reduzida. Este trabalho tem como objetivos o desenvolvimento de modelos de ordem reduzida para sistemas de processos de separação por estágios usando a metodologia da colocação ortogonal discreta, a seleção da melhor estratégia de colocação, assim como a seleção do algoritmo mais adequado para a solução das equações do modelo reduzido visando selecionar aquela combinação de estrutura de modelo e de algoritmo que permita obter uma simulação adequada e custo computacional mínimo. A aplicação do método da colocação ortogonal é estendida à solução de equações às diferenças, a partir do desenvolvimento de uma metodologia que unifica o uso do método da colocação ortogonal tanto para a solução de equações diferenciais quanto para a de equações às diferenças. Os resultados obtidos nas simulações realizadas demonstram a viabilidade da aplicação da colocação ortogonal discreta na simulação de colunas de destilação em estado estacionário. O esquema de colocação ortogonal mista levou a uma melhor aproximação em relação à colocação ortogonal mista modificada, além de uma redução considerável no tempo computacional em comparação com o modelo completo / Abstract: One of the largest difficulties found in the analysis of staged separation processes is the great dimension of their models. Thus, the simulation of these processes involves a high number of algebraic-differential equations, causing a high computational effort. Several researchers have been proposing order reduction strategies, that is reduce the dimension of the models. This work has as objectives the development of reduced order models for systems of staged separation processes through collocation strategies, the selection of the best collocation strategy, as well as the selection of the algorithm more adapted for the solution of the equations of the model seeking that combination of model structure and of algorithm that allows to obtain an appropriate simulation and minimum computational cost. The application of the method of orthogonal collocation is extended to the solution of differences equations, starting from the development of a methodology that unifies the use of orthogonal collocation for the solution of differential equations as well as for the one of differences equations. The results obtained in the simulations demonstrate the viability of the application of discrete orthogonal collocation in the simulation of distillation columns in stationary state. The discrete mixed orthogonal collocation led to a better approach than the modified mixed orthogonal collocation. Besides, a considerable reduction in the computational time in comparison to the complete model was obtained. / 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 2018-07-28T09:28:43Z (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

Orientadores: Rubens Maciel Filho, Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:24:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_MelinaSavioli_D.pdf: 1741276 bytes, checksum: a3f177bf8b02e5a8f535049d4a17998b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Em 2008 a Petrobras confirmou a descoberta de óleo leve na camada sub-sal. São reservas com petróleo considerado de média a alta qualidade, segundo a escala API. Neste contesto da condição do petróleo nacional tem-se como objetivo geral desta de tese de doutorado determinar experimentalmente as curvas de destilação de frações pesadas de cinco petróleos nacionais (Curva PEV) para obtenção das frações de destilado (este processo gera duas correntes de produto, a saber, corte e resíduo). Os cortes e resíduos gerados pela destilação molecular foram caracterizados para se conhecer as amostras estudadas. Foram realizados ensaios de viscosidade (via viscosímetro e reômetro), massa molar (via cromatografia de permeação em gel), massa específica e destilação simulada. A fração leve resultante do processo de destilação molecular submetida a uma destilação simulada (SimDis - Simulated Distillation), gera pontos em temperaturas maiores para extensão da curva PEV. Essa é uma técnica de cromatografia gasosa a alta temperatura (HTSD), na qual temperaturas de, aproximadamente, 750ºC podem ser alcançadas na curva PEV. A partir disso, e, ainda, ampliando o conjunto de dados experimentais de diferentes tipos de petróleos desenvolveu-se uma nova função para a correlação DESTMOL. O desenvolvimento de uma correlação envolvendo as condições operacionais da destilação molecular permite elevar a curva de Ponto de Ebulição Verdadeiro (PEV) para até 700ºC. Esta nova correlação amplia a caracterização dos petróleos, hoje disponível até 565ºC. Desenvolveu-se também uma correlação para determinação da massa molar de petróleos baseado na temperatura de operação do destilador molecular / Abstract: In 2008, Petrobras confirmed the discovery of light oil in sub-salt layer. With oil reserves are considered medium to high quality, according to the API scale. In this contest the condition of the national oil has been the general objective of this doutoral thesis to experimentally determine the curves of distillation of petroleum heavy fractions of five national Curve (TBP) to obtain the distillate fractions (this process generates two product streams, namely, cutting and waste). The cuts and waste generated by molecular distillation to know were characterized samples. Viscosity tests were performed (by rheometer and viscometer), molecular weight (by gel permeation chromatography), density and simulated distillation. The light fraction resulting from molecular distillation process subjected to a simulated distillation (SimDis - Simulated Distillation), generates points where temperature curve for extension of the TBP. This is a technique of high temperature gas chromatography (HTSD), in which temperatures of approximately 750 ºC can be reached on the curve TBP. From this, and also expanding the set of experimental data of different types of oil has developed a new function for the correlation DESTMOL. The development of a correlation involving the operating conditions of molecular distillation curve can raise the True Boiling Point (TBP) for up to 700 ºC. This new correlation extends the characterization of oil, now available up to 565 ºC. has also developed a correlation for determining the molecular weight of oil based on the operating temperature of the molecular still / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Teresa Massako Kakuta Ravagnani, João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Belincanta_Juliana_M.pdf: 2404696 bytes, checksum: cfc805f05f28ea3fa32179a99febf5ce (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T14:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thomaz_VanessaGesuato_M.pdf: 2441045 bytes, checksum: de2838b7a28dc307df5fb08edec50b63 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: 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 / Abstract: The present work consists of a study on mathematical modeling and simulation of reactive distillation systems, applied to the process of nylon 6,6 polymerization. For this purpose, the orthogonal colIocation method was used, reducing the model's order. A review in literature information was made comprising processes using reaction for the obtaining of betters separations in distillation columns, as welI as studies related with nylon 6,6 polymerization. In the last decade, reactive distillation technology has captured the attention of the chemical process industry as a means of simultaneously conducting liquid-phase reaction with vapor-liquid separation. This technology has the potential to improve processes via one or more of the folIowing routes: increasing their economic potential through reduced capital investment and improved raw materiaIs usage, reducing by-product formation; and improving energy integration by direct1y using the heat of reaction for the purpose of separation. AlI ofthese routes contribute to increasing the manufacturer's competitiveness...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Sandra Lucia da Cruz, Roger Josef Zem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T00:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arruda_AlexandreDenes_D.pdf: 3521584 bytes, checksum: 0e013e4ac0a5d82fcfde9bc6d13d8c49 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: 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, cada coluna de destilação na seqüência integrada possui um condensador e um refervedof.. a método proposto é computacional, e fornece o custo total de uma detenninada seqüência de destilação, bem como, as possíveis melhores formas de integração. a mesmo procedimento é realizado para seqüências apresentando colunas com saída lateral. Comparações são realizadas entre as seqüências não integradas de modo a se obter a seqüência mais econômica. Por fim a integração destas seqüências é analisada e seu resultado é incorporado aos dados anteriores obtidos para avaliação. Neste trabalho estão incluídos o desenvolvimento de um método simplificado baseado nas temper*as de topo e base das colunas na seqüência. E uma análise de como a alimentação (componentes, volatilidade, vazão, etc) afeta a escolha da melhor seqüência de destilação convencional e com saída lateral / Abstract: This work's goal is to study the process of disproportionation oftoluene. lndustrially this process is composed of the units (i) reaction section, (ü) separation section and (iii) recycling section. The incline in the demand of benzene makes the separation section become potentially favourable to the reduction of processing costs. Therefore the orientation of this study is to reduce the total cost of the separation section of the products reaction performed by distillation. The tools used in the analysis of the problem are the synthesis methods and the sequential integration of the distillation columns. The first chapters presents the techniques often used in the synthesis and integration of columns: the heuristic methods (based on experiences from previous projects), the predictive equations, artificial intelligence and the approximate methods are mostly applied. During the integration, the SQ?T and the non-linear programming are more relevant. The products from the disproportionation of toluene and subsequently from the columns' feeding take place via different compositions. The computational method was selected as it offers the total cost of an established sequence of distillation, as well as the best possible forms of integration. The same procedure is done on sequences presenting lateral exits for their columns. Comparisons are performed among non-integrated sequences to obtain the most economic sequence. Finally the integration of these sequences is analysed and its results incorporated to previous data collected for the evaluation. This work includes the development of a simplified method for obtaining integrated sequences as well as the analysis of how feeding (components, volatility, flowing, etc) affects the choice of the best distillation sequence. This study also covers columns with lateral exit / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química