Controle do processo de destilação por mudança de pressão utilizando colunas com diâmetro variável.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Márcia Camila da.
Data de Publicação: 2020
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/36366
Resumo: A destilação é o processo mais importante para as indústrias na separação de misturas. Uma mistura azeotrópica precisa de métodos específicos de destilação para separar os seus componentes e um desses métodos é o pressure-swing, onde utilizando duas colunas de destilação com pressões diferentes, pode-se deslocar o ponto azeotrópico entre os componentes da mistura e obter as substâncias praticamente puras. Entretanto, a destilação pressure-swing na sua forma mais simples pode apresentar um elevado consumo energético, se comparado aos demais métodos de separação. Algumas modificações no design podem ser feitas no processo para torná-lo mais economicamente atrativo. Dentre estas mudanças, podemos citar a utilização de colunas com diâmetro variado, que pode reduzir significativamente o custo de capital. Além de mudanças no design, a determinação de uma estrutura de controle do processo também é indispensável. O controle se faz necessário para que se tenha um processo operando de forma segura e para que os produtos, de topo e base, permaneçam dentro das especificações desejadas, após distúrbios que normalmente ocorrem no processo. Dentro deste contexto, este trabalho surgiu com o intuito de avaliar o desempenho do controle do processo de separação pressure-swing utilizando-se colunas com diâmetro variado (CDV). O desempenho do controle do processo utilizando CDV foi comparado com o do processo utilizando colunas com diâmetro uniforme (CDU), diante de distúrbios na alimentação através de sinais PRBS (Sequência Binaria Pseudo-Aleatoria). A Integral do Erro Quadrático (ISE) foi o critério utilizado para comparar o desempenho de ambos os casos. De acordo com os resultados obtidos, o sistema simulado com colunas com diâmetro uniforme apresentou menores valores de ISE para a composição dos produtos para a maioria dos distúrbios testados.
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spelling Controle do processo de destilação por mudança de pressão utilizando colunas com diâmetro variável.Control of Pressure-Swing Distillation Process Using Variable Diameter Columns.Control del proceso de destilación mediante cambio de presión mediante columnas con diámetro variable.DestilaçãoDiâmetro variadoPressure - swingSimulaçãoControle - destilaçãoDistillationVaried diameterPressure - swingSimulationControl - distillationDestilaciónPresión - oscilaciónSimulaciónControl - destilaciónEngenharia QuímicaA destilação é o processo mais importante para as indústrias na separação de misturas. Uma mistura azeotrópica precisa de métodos específicos de destilação para separar os seus componentes e um desses métodos é o pressure-swing, onde utilizando duas colunas de destilação com pressões diferentes, pode-se deslocar o ponto azeotrópico entre os componentes da mistura e obter as substâncias praticamente puras. Entretanto, a destilação pressure-swing na sua forma mais simples pode apresentar um elevado consumo energético, se comparado aos demais métodos de separação. Algumas modificações no design podem ser feitas no processo para torná-lo mais economicamente atrativo. Dentre estas mudanças, podemos citar a utilização de colunas com diâmetro variado, que pode reduzir significativamente o custo de capital. Além de mudanças no design, a determinação de uma estrutura de controle do processo também é indispensável. O controle se faz necessário para que se tenha um processo operando de forma segura e para que os produtos, de topo e base, permaneçam dentro das especificações desejadas, após distúrbios que normalmente ocorrem no processo. Dentro deste contexto, este trabalho surgiu com o intuito de avaliar o desempenho do controle do processo de separação pressure-swing utilizando-se colunas com diâmetro variado (CDV). O desempenho do controle do processo utilizando CDV foi comparado com o do processo utilizando colunas com diâmetro uniforme (CDU), diante de distúrbios na alimentação através de sinais PRBS (Sequência Binaria Pseudo-Aleatoria). A Integral do Erro Quadrático (ISE) foi o critério utilizado para comparar o desempenho de ambos os casos. De acordo com os resultados obtidos, o sistema simulado com colunas com diâmetro uniforme apresentou menores valores de ISE para a composição dos produtos para a maioria dos distúrbios testados.Distillation is the most important industrial process for separating mixtures. An azeotropic mixture needs specific distillation methods to separate its components and one of these methods is pressure-swing distillation (PSD), which uses two distillation columns operating at different pressures. The azeotropic point can be shifted due pressure variation and obtain the substances practically pure. However, pressure-swing distillation in its simplest form can present a high energy consumption, when compared to other separation methods. Some design modifications can be made in the process to make it more economically attractive. Among these changes, we can mention the use of columns with varied diameter (VDC), which can significantly reduce the capital costs. In addition to design changes, determining a process control structure is also indispensable. Control is necessary for a process to operate safely and for the top and bottom products to remain within the desired specifications after disturbances that normally occur in the process. Within this context, this work appeared in order to evaluate the performance of the control of the pressure-swing separation process using columns with varied diameter (VDC). The performance of the process control using VDC was compared with that of the process using columns with uniform diameter (UDC), in face of disturbances in the feeding through PRBS signals (Binary Sequence Pseudo-Random). The Integral Square Error (ISE) was the criterion used to compare the performance of both cases. According to the results obtained, the simulated system with columns with uniform diameter showed lower ISE values for the composition of the products for most of the tested disturbances.La destilación es el proceso más importante para las industrias en la separación de mezclas. Una mezcla azeotrópica necesita métodos de destilación específicos. para separar sus componentes y uno de estos métodos es el cambio de presión, donde usando dos columnas de destilación con diferentes presiones, se puede desplazar el punto azeotrópico entre los componentes de la mezcla y obtener el sustancias prácticamente puras. Sin embargo, la destilación por cambio de presión en su forma más simple puede presentar un alto consumo de energía, si en comparación con otros métodos de separación. Algunos cambios de diseño se puede hacer en el proceso para hacerlo más atractivo económicamente. Entre estos cambios podemos mencionar el uso de columnas con un diámetro variado, lo que puede reducir significativamente el costo de capital. Además de cambios de diseño, determinación de una estructura de control de procesos también es esencial. El control es necesario para tener un proceso funcione de forma segura y para que los productos, superior e inferior, permanecer dentro de las especificaciones deseadas, después de perturbaciones que normalmente ocurren en el proceso. En este contexto surgió este trabajo. para evaluar el desempeño del control del proceso de separación Oscilación de presión mediante columnas de distintos diámetros (CDV). oh El rendimiento del control de procesos utilizando CDV se comparó con el de proceso utilizando columnas de diámetro uniforme (CDU), ante perturbaciones en la fuente de alimentación mediante señales PRBS (Seudo-Aleatorio Binario Secuencia). La Integral del Error Cuadrático (ISE) fue el criterio utilizado para comparar los rendimiento en ambos casos. Según los resultados obtenidos, el El sistema simulado con columnas con diámetro uniforme mostró menores Valores ISE para la composición del producto para la mayoría de los trastornos. probado.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGRAMOS, Wagner Brandão.RAMOS, W. B.http://lattes.cnpq.br/1563787088122435BRITO, Karoline Dantas.BRITO, K. D.http://lattes.cnpq.br/0189263188500915VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales.VASCONCELOS, L. G. S.http://lattes.cnpq.br/9456860386065509COUTINHO, Sebastião Araújo.COUTINHO, S. A.http://lattes.cnpq.br/7927002848091964SILVA, Márcia Camila da.2020-09-172024-06-28T12:30:19Z2024-06-282024-06-28T12:30:19Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36366SILVA, Márcia Camila da. Controle do processo de destilação por mudança de pressão utilizando colunas com diâmetro variável. 2020. 62 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2020. 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