Modelagem e otimização da coluna de separação cloropreno-dicloroetano: um estudo de caso industrial.

• Autor(a) principal: FIGUEIREDO, Renato Pimentel.
• Data de Publicação: 2009
• 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/1186
• topic: Engenharia Química; Indústria; Dicloroetano - Modelagem; Cloropreno – Modelagem; Chemical Engineering; Industry; Dichloroethane - Modeling; Chloroprene - Modeling; Engenharia Química

No processo de produção de monocloreto de vinila (MVC) utilizado pela BRASKEM, após a reação de pirólise do 1,2-dicloroetano (EDC) os componentes mais leves do que o EDC são separados em uma coluna de destilação chamada de coluna de leves ou coluna de separação cloropreno – EDC. Estes componentes são principalmente o cloropreno, 1,1-dicloroetano (1,1-EDC) e o benzeno, A coluna de separação de leves foi modelada diversas vezes nestes últimos vinte e um anos pela BRASKEM, algumas vezes com sucesso e em outras sem alcançar o objetivo pretendido. O primeiro sucesso foi a demonstração que o uso de nitrogênio podia economizar vapor, aumentando, contudo a geração de subproduto. Com a evolução da consciência sobre o meio ambiente e da preservação dos recursos naturais e da redução da geração de subprodutos tornou-se uma exigência buscar a redução do consumo dos recursos naturais e da redução da geração de subproduto através da otimização dos processos. Esta coluna é uma das três do processo de produção de MVC que remove o subproduto gerado na produção do MVC. Sua otimização pode diminuir o consumo de recursos naturais e evitar uma geração a maior de subprodutos. A evolução dos modelos e dos bancos de dados com maior numero de componentes e propriedades permitiu nova abordagem para simulação da coluna. O uso de simuladores comerciais tem se mostrado como uma excelente oportunidade de obtenção de resultados consistentes com um tempo de desenvolvimento da solução menor do que a construção de modelos próprios. Neste trabalho usando o ASPEN versão 2006.5 no modo de cálculo da coluna com RateFrac, Rate-based com Soave Redlich Kwong ao invés de equilíbrio, simulamos a coluna de leves e comparamos com os resultados obtidos em teste industrial na BRASKEM, demonstrando que os resultados do modelo são robustos. A otimização da coluna foi feita tendo como restrição a concentração na corrente de fundo para o cloropreno e o 1,1-EDC, concentração máxima de 1,2-EDC no destilado e vazão máxima de destilado (subproduto). A otimização ajudou a ampliar os resultados obtidos no teste industrial, chegando a um valor de 721 mil dólares por ano de economia obtida com a redução do consumo de vapor, de nitrogênio e da geração de subproduto. A modelagem também identificou que a forma de operação do condensador com subresfriamento não é a condição ideal. A operação nas condições propostas na otimização, sem sub-resfriamento, pode gerar um ganho de 1,4 milhões de dólares por ano.