Modelagem e simulação de um reator de cloração de eteno para produção de EDC.

• Autor(a) principal: VASCONCELOS, Angela Lucínia Urtiga.
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10239
• topic: Fluidodinâmica Computacional; Reator; EDC; Eteno; Reator de Cloração de Eteno; Reator de Coluna de Bolhas; Computational Fluid Dynamics; Reactor; Ethene; Ethylene Chlorination Reactor; Bubble Column Reactor; Engenharia Química; Engenharia Química

O reator de cloração de eteno utilizado na produção de 1,2-dicloroetano (EDC) e um reator do tipo coluna de bolhas. O processo no reator de cloração de eteno ocorre a partir da injeção da fase gasosa, eteno, através de ires espargidores localizados na base da coluna no meio liquido, uma mistura de EDC e cloro dissolvido. A reação de cloração direta do eteno realizada no reator e instantânea, portanto, a etapa limitante do processo e a transferência de massa do eteno gasoso para o EDC liquido. Atualmente verifica-se a perda de eteno não reagido no topo do reator o que diminui o rendimento do processo, já que o eteno e uma matéria-prima de alto custo. Deste modo, esta dissertação tem por objetivo fazer a modelagem e simulação do reator de cloração de eteno e analisar através de técnicas estatísticas quais fatores são mais influentes sobre a fração volumétrica de eteno no topo do reator. A fluidodinâmica computacional foi empregada na modelagem e simulação do reator. As simulações tridimensionais do reator foram realizadas com o pacote computacional ANSYS-CFX 12 que utiliza o método dos volumes finitos na discretização das equações diferenciais que governam o escoamento em reatores de coluna de bolhas. A sequencia das simulações foi realizada a partir do planejamento fatorial 24 . O planejamento fatorial 24 foi utilizado na analise da influencia de quatro fatores (diâmetro dos furos dos espargidores de eteno, diâmetro do reator, vazão de EDC e vazão de eteno) em dois níveis e suas combinações sobre a fração volumétrica de eteno no topo do reator. O planejamento e todas as analises estatísticas foram realizados no software Minitab 16. A partir dos resultados das simulações foi realizada a analise estatística dos dados levando a conclusão que dentre os fatores estudados aqueles que apresentaram uma maior influencia sobre a fração volumétrica do gãs eteno no topo do reator foram o diâmetro do reator, a vazão de eteno e a interação destes dois fatores. Portanto, o aumento do diâmetro do reator diminui a fração volumétrica do gás eteno no topo do reator, mas o aumento da vazão de eteno provoca o aumento da fração volumétrica do gás eteno no topo do reator.