Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:04:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_FabianoAndreNarciso_M.pdf: 5898075 bytes, checksum: 967ce411e9aae31879bbd580c3509b01 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Os processos de polimerização representam um aspecto importante na indústria de processamento químico. Atualmente, o polietileno é o polímero mais consumido em todo o mundo, representando mais de 40% do consumo e produção de termoplásticos (1998). Desde o final da década de 80, o polietileno também passou a ser produzido em reatores de leito fluidizado via tecnologia de fase gasosa. Porem ainda existe a necessidade de um estudo mais aprofundado desta tecnologia, em especial na área de modelagem do reator de leito fluidizado para produção de poliolefinas. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um software que seja capaz de predizer o comportamento hidrodinâmico do reator de leito fluidizado e de caracterizar o polímero produzido no reator, de acordo com as condições operacionais estabelecidas para o reator. Um novo modelo fenomenológico foi desenvolvido para o reator de leito fluidizado usado na produção de polímeros. Este modelo é capaz de simular o comportamento do reator de leito fluidizado, prevendo os gradientes de concentração e temperatura ao longo do reator nas duas fases presentes no reator (fases bolha e emulsão); a produção de polietileno e a segregação das partículas no reator. Modelos anteriores, encontrados na literatura, apenas previam os gradientes de concentração e temperatura na fase bolha e a produção de polímero... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Polymerization processes represent an important sector of the chemical processing industry. Nowadays, polyethylene is, worldwide, the most consumed polymer, representing more than 40% of all thermoplastic consumption and production (1998). Since the end of the 80¿s, polyethylene has been also produced in fluidized bed reactors by gas phase technology. But there is, still, the necessity to deepen the study this new technology, specially in the fluidized bed reactor modeling area. The main goal of this thesis is to develop a software capable to predict the hydrodynamic behavior of the fluidized bed reactor, and to characterize the polymer produced in the reactor, according to the operational conditions set for the reactor. A new phenomenological model was developed for the fluidized bed reactor used in polymer production. This model is capable to simulate the fluidized bed reactor behavior, previewing temperature and concentration gradients throughout the reactor height in both phases present in the reactor (bubble and emulsion phases); the polyethylene production and particle segregation in the reactor. Late models, found in the literature, only preview temperature and concentration gradients in the bubble phase and the polymer production. A mathematical model for the previewing of the physicochemical characteristics of polyethylene was also developed based on the method of moments, which has been expanded to support the presence of two phases and mass interchange between phases... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T18:43:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carbonell_MontserratMotas_M.pdf: 5112285 bytes, checksum: b141a39acf980da40a008bddb4736956 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Esta dissertação apresenta a modelagem e simulação de um reator que opera em leito fluidizado trifásico (gás-liquido-sólido) com arraste de sólidos, para promover a hidroconversão de óleos pesados, em condições severas de temperatura e pressão. A simulação é realizada em duas etapas: inicialmente determinam-se os parâmetros fluidodinâmicos e, a seguir, calcula-se a conversão decorrente do craqueamento do óleo pesado no reator, com a produção de fiações mais leves como gasóleo, diesel, nafta e gases. O modelo fluidodinâmico para as fases gás e lama (fase pseudo-homogênea) é desenvolvido a partir das equações fundamentais da conservação da massa e quantidade de movimento. O modelo é unidimensional na direção radial, representa dispersão no leito através de um modelo turbulento de ordem zero e considera o escoamento desenvolvido.A simulaçãofluidodinâmicafornece a queda de pressão no leito e os perfis radiais de fiação volumétrica, viscosidade efetiva (dispersão) e velocidade de cada fase. O perfil de velocidade da lama mostra o padrão de recirculação na coluna. Os perfis radial e axial de concentração no reator, conversão de óleo pesado e a distribuição de produtos na saída do reator são determinados através da simulação da reação de craqueamento térmico. As simulações mostram uma grande influência da temperatura e do tempo de residência do liquido na conversão obtida e revelam que a reação praticamente não interfere na fluidodinâmica do reator. O modelo desenvolvido representa o reator com elevado grau de mistura, característico de leitos fluidizados. A comparação com informações da literatura mostra que os resultados da simulação apresentamum comportamento consistente / Abstract: This work considers a computational fluid dynamics approach for a slurry bubble column reactor with solid transport, applied for the hydroconversion ofheavy oils under severe operational conditions of temperature and pressure. Simulationsare carried out in two steps: first the fluidynamic parameters are obtained and then the oil cracking conversion is determined, which leads to the production of lighter fractions such as gasoil, diesel, naphtha and gases. It is presented a pseudo-two-phase one-dimensional fluid model (gas and slurry), based on the continuity equation and the momentum balances, which considers fu11ydeveloped axial flow. A zero order turbulence model takes into account the mixing in the bed. Fluid-dynamic simulation results give the pressure drop in the bed as well as the radial distribution of gas and slurry for the holdup, eft'ective viscosity (dispersion) and velocity. The slurry velocity profile indicates. That there is recirculaton inside the reactor. Radial and axial concentration profiles in the reactor, heavy oil conversion and product distribution in the stream that leaves the reactor are obtained by the simulation of a thermal cracking reaction. Results show that there is a considerable influence of temperature and liquid residence time in the conversion and that it can be considered that in this case reaction does not interfere in the dynamics of the bed. It is obtained a high degree of mixture in the reactor for the model presented, which is typical of fluidized beds. Comparison with experimental data availableshows a good behaviour / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T07:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MeurisGurgelCarlosda_D.pdf: 41386647 bytes, checksum: fd02adeaebbf9c7c0ab3435c9f88c985 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho consistiu no desenvolvimento de um reator de leito fluidizado circulante, para operar nas codições de fluidização rápida, visando sua utilização em processo de combustão de carvão mineral com remoção do 802' pela adição de calcário. o desenvolvimento desse estudo foi realizado em três etapas. A primeira se constituiu no levantamento e análise dos processos de desulfurização dos gases de combustão e dos parâmetros de projeto do equipamento. A segunda,foi o projeto, construção e montagem do sistema experimental. A terceira foi a partida e a pré-operação da unidade, com a realização de um programa de testes a frio e a quente para o conhecimento da operacionalidade e da flexibilidade do sistema projetado. o dispositivo experimental é constituidode três partes principais: o combustor propriamente dito, com 4,0 m de altura e 0,1m de diâmetro interno; a seção de retorno de sólidos e a seção de resfriamento dos gases de combustão. O sistema é composto ainda por dois alimentadores pneumáticos de sólidos, um sistema de preaquecimento elétrico do ar de fluidização, um queimador de G.L.P. e um filtro manga com limpeza por jato pulsante. Foram realizados 42 testes experimentais com particulas sólidas de areia, com 0,2mm de diâmetro, dos quais 19 foram desenvolvidos com ar primário e 23 com a injeção de ar secundário. Foram variados durante a operação o inventário de sólidos, de 3,0 a 11,0kg, e velocidade do ar de fluidização, de 3,0 a 18,0m/s, em temperaturas até 750°C / Abstract: The present work is centered on the development of a circulating fluidized bed reactor to be operated in conditions of quick fluidization, aiming its utilization in mineral coal combustion process with remotion of 5°2 by adding limestone. The developing of this study was carried out in three stages. The first part consisted of raising and analysis of the sulfurization of combustion gases process and the parameters of the design of the equipment. The second included designing, building and assembling of the experimental system. The third was the start and preoperation of the unit, along with a'program of tests, cold and hot, in order to determine the conditions of operation and flexibility of the designed system. The experimental device is consisted of there main parts: the combustion itself,with dimensionsof 4.0m. in height and 0,1m. of internal diameter; a solid return section and the section of cooling of combustion gases. The system still has two solid pneumatic feeders, an eletrical pre-heating system for the fluidization air a G.L.P. burner and a sleeve filter with pulsing set cleaning. A total of 42 experimental tests were carried out with solid particles of sand, 0,2mm. in diameter, of which 19 were developed with primary air and 23 with the injection of secondary air. A variation of solids mass was made, from 3.0 to 11.0 kg and the air velocity, from 3.0 to 18.0 m/s and with temperature up to 750°C / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João A. F. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-20T02:20:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SmithParedes_JuandeDios_M.pdf: 3602823 bytes, checksum: 90a86c55618a094bca1e1129e8550564 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: A pesquisa descrita neste trabalho, tem por objetivo a descrição analítica de um reator catalítico contínuo em leito fluidizado, de forma tal que possa ser considerado ideal pela presença da fase densa como uma fase homogênea que contém o gás reatante e as partículas sólidas catalíticas. Incluiu-se neste estudo, conforme descrito na ParteI, a obtenção do estado estável de uma reação quimica de primeira ordem, irreversível, do tipo A-B-Produto, não isotérmica, sem desativação. Nas Conclusões Gerais, é apresentada a possibilidade de estender a presente metodologia a reações quimicas consecutivas, do tipo A?B?Produto, como é o caso de reações de oxidação catalítica, onde o produto desejado é o intermediário, por exemplo, B, pois, na prática, estas liberam ou absorvem quantidades de calor mais ou menos apreciáveis, o que torna-se dificil de obter em sistemas isotérmicos. Desta forma, o presente trabalho justifica a análise do reator em operação não-isotérmica. / Abstract: The work described in the present thesis is an extension of a continuous idealizaed fluidized bed chemical reactor. By "idealized" was meant the presence in the reactor of only a homogeneous phasecontaining both particles and gas perfectly mixed. In order to remain in the scope of a M.Sc.thesis, we will only consider the steady state cases and also only catalytic reactions either single with a non-decaying catalyst case, in shich the catalyst circulation is primarily. Still mention two consecutive catalyst reactions with no catalyst decay which occurs often for oxidation formed in this type of reactor, where the intermediate product is desired. Usually the studies carried out on this type of reactor assume an isothermal system. However, since the industrial reactors grew large and since some chemical reactions release or absorb very large amount of heat, it became more difficult to obtain isothermal systems. Hence in the present work only non-isothermal reactors will be considered. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orietadores: João Alexandre F. R. Pereira, Carlos Costa Dantas / TESE (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T05:44:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ValdemirAlexandredos_D.pdf: 4282468 bytes, checksum: 917f4803f917772dff1bb8e205998a95 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A cinética da reação de desidratação térmica da gipsita foi estudada em reator a leito fluidizado em escala de laboratório. O minério foi fluidizado e aquecido até as condições da reação: 'Ca¿¿S¿O IND. 4¿.2 'H IND. 2¿¿O¿ ® 'Ca¿¿S¿¿O IND. 4¿ . O,5 'H IND. 2¿¿O¿ + 1,5 'H IND. 2¿¿O¿ através de um fluxo de ar quente. O reator operou em regime contínuo em relação à fase gasosa, em regime de batelada com relação à gipsita e em condições isotérmicas. Inicialmente se definiu a dimensão da partícula sólida, para a qual o efeito da penetração térmica, como etapa controladora da reação, poderia ser desprezado. A análise cinética foi realizada por métodos mecanístico e não-mecanístico. Os dados experimentais foram avaliados estatisticamente e ajustados a modelos matemáticos da reação. A temperaturas próximas dos 100°C o mecanismo assemelhou-se ao de uma reação de primeira ordem. Para temperaturas entre 110 °C e 140°C, a reação apresentou, preferencialmente, um comportamento semelhante ao de um mecanismo de avanço da interface em duas dimensões. Na faixa de temperaturas utilizada as constantes de velocidade da reação puderam ser estimadas pela equação de Arrhenius, através da qual foram calculados valores para a energia de ativação em torno de 10 kcal/¿mol POT. ¿1¿ e para o fator pré-exponencial, em torno de 4.¿10 POT. 3¿¿min POT ¿1 / Abstract: Not informed. / Doutorado / Sistema de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-28T14:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamirezBehainne_JhonJairo_M.pdf: 9088845 bytes, checksum: 2ca5f7e1ce6f914d007e3d0144f45e1f (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Carvão mineral brasileiro da jazida de Candiota/RS foi gaseificado com ar em um reator de leito fluidizado atmosférico em escala de laboratório. Os ensaios experimentais realizados em um reator de 0,2 m de diâmetro interno permitiram, em primeira instância, avaliar o desempenho do gaseificador em função do fator de ar sem adição de partículas de dolomita, e em segundo, estudar o efeito "in-situ" deste adsorvente na captura do sulfeto de hidrogênio (H2S), contido no gás gerado. Sem adição de dolomita obteve-se um poder calorífico máximo de 2,2 MJ/Nm3 para o gás produzido e uma eficiência a mo do gaseificador perto de 43%, na faixa de fator de ar entre 0,45 e 0,60. Durante os ensaios com dolomita foi obtida uma redução máxima de 58% para o H2S, utilizando-se razão molar Ca/S igual a 4. Trabalhos da literatura mostraram maior eficiência de remoção, ainda a menor razão Ca/S. Variações foram provavelmente causadas pela alta elutriação no regime de-fluidização utilizado, considerando-se a notável diferença no menor tamanho das partículas de dolomita em relação ao carvão mineral / Abstract: Brazilian mineral coal from Candiota mine (Rio Grande do Sul State) was gasified with air in a atmospheric fluidized bed reactor at laboratory scale. Experimental essays carried out in a 0.2 m internal diameter reactor permited both, to evaluate the gasifier operation at different air factors without dolomite particles addition, and to study the effect adsorvent on the capture hidrogen sulfide (H2S), contained in the generated gas. Test were done with and without the use of dolomite. Without using dolomite, the maximum gas lower heating value was 2.2 MJ/Nm3 and the cold gas thermal eficiency was close to 43%, operating at an air factor between 0.45 and 0.60. During the experimental test with dolomite , a maximum reduction of 58% for H2S was attained using a molar ratio of Ca/S equal to 4. Literature review showed higher capture eficiencies,even at lower molar ratio (CaiS). Variances were probably caused by high dolomite elutriation in the fluidization regime, considering a notable particle size difference between adsorvent and coal / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Roberto Nunhez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:49:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_ValterCesarde_M.pdf: 2996502 bytes, checksum: 127be7b7a9965eb2e4ffb39855d70649 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Os atomizadores de uma unidade petroquímica de craqueamento catalítico fluidizado (FCC), tem como papel fundamental atomizar o gasóleo na entrada do reator catalítico (riser). Os atomizadores utilizados nas unidades da PETROBRÁS, até início da década de noventa, apresentavam forte erosão, o que causa uma deficiência na atomização, influenciando o rendimento do processo como um todo. Os métodos convencionais de análise proporcionam uma visão global do equipamento, de forma que não se consegue avaliar comportamentos locais, principalmente dentro do equipamento. Utilizando-se uma modelagem ponto a ponto, através da fluido dinâmica computacional, mesmo com fortes simplificações, através de uma análise bidimensional associada ao conhecimento experimental, é possível propor um mecanismo para o processo inicial de erosão, juntamente com a apresentação dos perfis de velocidade, pressão e temperatura. O pacote fluido dinâmico CFX-4.3 da AEA Technology Inc. foi utilizado para obtenção dos resultados numéricos do modelo proposto / Abstract: The atomizers of a petrochemical fluid catalytic cracking unit (FCC) have a main role of atomizing the gas-oil at the base of the catalytic reactor (riser). Until the beginning of the decade of 1990 the atomizers used in the units of PETROBRAS suffered pronounced erosion, that causes deficiencies which affects adversely the whole process yield. The conventional methods of analysis provide only a global picture of the equipment, 50 that is not possible to evaluate the equipment efficiency locally, mainly inside of the equipment. Modeling the equipment point the point, using computational fluid dynamics (CFD), even assuming strong simplifications, through a two dimensional model along with experimental analysis, it is possible to propose a mechanism for the initial process of erosion, the contours of speed, pressure and temperature are also obtained. The fluid dynamics software CFX-4.3 from AEA Technology Inc. was used to obtain the numerical data of the mode / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Reginaldo Guirardello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:04:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carbonell_MontserratMotas_D.pdf: 4649039 bytes, checksum: 960d11ecba32770eeda44bbe363db55d (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T14:12:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_LilianeMariaFerraresoLona_M.pdf: 7160813 bytes, checksum: dcb5d8b94093358ea2193115a4ae3c1f (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho, é desenvolvido um software para a simulação do sistema de regeneração de uma unidade industrial de craqueamento catalítico. Inicialmente, modelos determinísticos são desenvolvidos, e em seguida, utiliza-se redes neurais de Retropropagação e modelos híbridos com redes neurais. O sistema de regeneração consiste de três reatores em série com diferentes regimes hidrodinâmicos. Um reator de leito fluidizado é seguido por um reator de leito arrastado ascendente (riser) e um reator em fase diluída (freeboard). Inicialmente, a recirculação interna de sólidos entre os reatores não é considerada, e em seguida, esta recirculação é levada em consideração. Neste último caso, um procedimento iterativo é proposto para quebrar o ciclo de informações. O sistema de equações integro-diferenciais gerado na modelagem é inicialmente resolvido utilizando-se o método de Runge-Kutta e regra do Trapézios.Um procedimento alternativo é proposto, onde o método de Colocação Ortogonal é usado. Neste caso, as equações diferenciais são discretizadas e as integrais são resolvidas por quadratura. O sistema de regeneração é também simulado usando redes neurais de retropropagação. Redes neurais de processo e projeto são utilizadas. Variáveis como perfis de concentração dos componentes e perfis de temperatura são obtidos. Um modelo híbrido com redes neurais é então proposto, onde as equações de balanço de massa são resolvidas por modelos determinísticos e os perfis de temperatura são obtidos através de redes neurais / Abstract: In this work, it is developed a software to simulate a regeneration system of a catalytic cracking industrial unit. Firstly, deterministic models are developed, and latter on, it is used backpropagation neural network and a hybrid model with neural network. The regeneration system is formed by a sequence of reactors with different hydrodynamic regime. A fluidized bed reactor is followed by a riser and freeboard. Initially, the solid recirculation inside of system is not taken into account, and latter on, this recirculation is considered. In this latter case, an iterative procedure is proposed to break the information cicle. The material and energy balance equations form a system of nonlinear integrodifferencial equations. Firstly, these have been solved using Runge-Kutta method and Trapezoidal Rule. An alternative procedure is proposed, where the Orthogonal Collocation Method is used. When this is the case, differencial equations are discretized and integrals are solved by Quadrature. The regeneration system is also simulated by use of Backpropagation Neural Network. Process and Project Neural Network are developed. Parameters like compounds concentration profiles and temperature profiles are obtained. A hybrid model with neural network is proposed, where the material balance is solved by deterministic model, whereas the temperature profiles are obtained by neural network / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T07:11:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_FrededeOliveira_M.pdf: 1587476 bytes, checksum: 1fbe4c69ee37d26db4cbf14def96c2ce (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O objetivo deste trabalho é de investigar a viabilidade técnica da utilização da tecnologia de leito fluidizado em regime borbulhante aplicada à produção de metanol a partir do gás de síntese. Para tanto, foi modelado, dimensionado e simulado um reator de leito fluidizado em regime borbulhante (hipotético), com a mesma massa de catalisador, mesma cinética e iguais condições operacionais utilizadas na modelagem de um reator de leito fixo, tomado como referência para comparação de desempenho entre as duas tecnologia, aplicadas ao referido processo. A operação do reator de leito fluidizado em regime borbulhante implica na existência de duas fases distintas no leito o que justifica a utilização do modelo de duas fases onde a fase densa ou emulsão é considerada em mistura perfeita e a fase de bolhas é considerada em regime empistonado. Será ainda verificada a utilização da aproximação de mistura perfeita quando aplicada neste tipo de reator. A taxa de produção de metanol, a partir do gás de síntese, utilizando-se a tecnologia de leito fluidizado em regime borbulhante, com o modelo de duas fases, mostrou ser 24,8 % superior à produção obtida quando se utiliza a tecnologia de leito fixo, demonstrando que a utilização do leito fluidizado mostrou ser vantajosa, com um aumento significativo de produção. Para o sistema utilizado, observou-se que os resultados obtidos na simulação do modelo de mistura perfeita forneceram uma aproximação razoável, apresentando um erro relativo de 1,77% em relação ao modelo de duas fases / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Engenharia Química