Análise e avaliação entrópica de reações múltiplas consecutivas em reator CSTR.

• Autor(a) principal: SOARES, Arianne de Freitas Barros.
• Data de Publicação: 2017
• 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/2022
• topic: Engenharia Química; Reações Múltiplas; CSTR; Otimização; Entropia; Multiple Reactions; Optimization; Entropy

O presente trabalho estende a metodologia de análise e otimização de processos químicos via minimização da taxa de produção de entropia a um sistema considerado complexo e pouco explorado pela metodologia adotada. Com o intuito de determinar as condições ótimas operacionais do processo, um sistema de reações múltiplas, genéricas e consecutivas conduzidas em um reator de mistura perfeita foi analisado. Tendo em vista que o produto intermediário é o de interesse comercial, o desenvolvimento da metodologia foi baseado nos balanços de massa e energia associados ao balanço entrópico objetivando a minimização da taxa de produção de entropia da reação de interesse. Em conformidade com estudos antecedentes, o procedimento de otimização revelou que a obtenção de uma relação entre a temperatura de alimentação e a temperatura de operação é fundamental para que a condição de mínima produção de entropia seja alcançada. Se tratando da temperatura de reação, uma única condição operacional foi considerada ótima do ponto de vista da mínima produção de entropia, maximizando o rendimento do produto desejado; enquanto que a metodologia clássica de análise e otimização sugeriu diversos pontos operacionais, incluindo um que direciona o sistema para a maximização do produto indesejado em detrimento do produto de interesse. Por se tratar de reações consecutivas, um parâmetro construtivo do reator também foi analisado para alcançar a condição de mínima entropia. A otimização entrópica do tempo de residência revelou que quanto maior for seu valor menor será a taxa de produção de entropia. Uma análise econômica de modo simplificado foi aplicada ao sistema com o intuito de se configurar um critério de seleção de tal parâmetro. Os resultados obtidos revelaram uma nova condição operacional capaz de reduzir os custos energéticos do processo e melhorar o desempenho reacional do sistema.