Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Ana Paula Marcelino
Data de Publicação: 2018
Outros Autores: Cruz, Bernardo de Carvalho
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8069
Resumo: A produção de amônia se baseia no processo de Haber-Bosh, desenvolvida industrialmente há mais de 100 anos e aplicada em diversos setores da indústria. Possui destaque na produção de fertilizantes nitrogenados, que permitiu a capacidade de crescimento da população mundial a partir da produção de alimentos baseados nesses fertilizantes. A reação envolvida no processo, apesar de simples, conta com peculiaridades nas suas propriedades termodinâmicas e cinéticas que precisam ser bem conhecidas para se estabelecer condições adequadas de operação do processo industrial. Com base nisso, o presente trabalho traz uma revisão desses conceitos, apresenta a simulação realizada pelo software Unisim® Design 390 de uma unidade simplificada de produção de NH3, baseada no estudo feito anteriormente por Araújo e Skogestad, e propõe sua otimização em diferentes condições de alimentação. Como resultado dos estudos pode-se notar o superdimensionamento dos reatores utilizados, encontrar variáveis que influenciam diretamente na conversão, e atingir pontos de operação para algumas vazões que corresponderam a um aumento de 5,0% da vazão de NH3 produzida com fração molar acima de 97,0%
id UFF-2_6775b6c3bfcda96a0d947808fa0bee27
oai_identifier_str oai:app.uff.br:1/8069
network_acronym_str UFF-2
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
repository_id_str 2120
spelling Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3Processo químicoamôniasimulação por computadorotimizaçãoProcesso químicoAmôniaSimulação por computadorOtimizaçãoChemical processammoniacomputer simulationoptimizationA produção de amônia se baseia no processo de Haber-Bosh, desenvolvida industrialmente há mais de 100 anos e aplicada em diversos setores da indústria. Possui destaque na produção de fertilizantes nitrogenados, que permitiu a capacidade de crescimento da população mundial a partir da produção de alimentos baseados nesses fertilizantes. A reação envolvida no processo, apesar de simples, conta com peculiaridades nas suas propriedades termodinâmicas e cinéticas que precisam ser bem conhecidas para se estabelecer condições adequadas de operação do processo industrial. Com base nisso, o presente trabalho traz uma revisão desses conceitos, apresenta a simulação realizada pelo software Unisim® Design 390 de uma unidade simplificada de produção de NH3, baseada no estudo feito anteriormente por Araújo e Skogestad, e propõe sua otimização em diferentes condições de alimentação. Como resultado dos estudos pode-se notar o superdimensionamento dos reatores utilizados, encontrar variáveis que influenciam diretamente na conversão, e atingir pontos de operação para algumas vazões que corresponderam a um aumento de 5,0% da vazão de NH3 produzida com fração molar acima de 97,0%The production of ammonia is based on the Haber-Bosch process, industrially developed for more than 100 years and applied in various industry sectors. It has a prominence in the production of nitrogen fertilizers, which allowed the world population to grow from the production of food based on these fertilizers. The reaction involved in the process, although simple, has peculiarities in its thermodynamic and kinetic properties that need to be well known to establish adequate conditions of operation of the industrial process. Based on this, the present work presents a review of these concepts, presents the simulation performed by the Unisim® Design 390 software of a simplified NH3 production unit, based on the study done previously by Araújo and Skogestad, and proposes its optimization in different conditions of feed. As a result of the studies, it is possible to observe the over-dimensioning of the reactors used, to find variables that directly influence the conversion, and to reach operating points for some flow rates corresponding to a 5.0% increase in the NH3 flow produced with molar fraction above 97.0%Santos, Lizandro de SousaOurique, Jorge Eduardo da SilvaMattos, Lisiane VeigaLopes, Ana Paula MarcelinoCruz, Bernardo de Carvalho2018-12-20T15:16:16Z2018-12-20T15:16:16Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfLopes, Ana Paula Marcelino; Cruz, Bernardo de Carvalho. Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3. 2018. 109 f. Projeto Final (Bacharelado em Engenharia Química). - Departamento de Engenharia Química e Petróleo, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2018.https://app.uff.br/riuff/handle/1/8069http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2021-10-14T22:02:37Zoai:app.uff.br:1/8069Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:08:28.941840Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
dc.title.none.fl_str_mv Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
title Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
spellingShingle Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
Lopes, Ana Paula Marcelino
Processo químico
amônia
simulação por computador
otimização
Processo químico
Amônia
Simulação por computador
Otimização
Chemical process
ammonia
computer simulation
optimization
title_short Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
title_full Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
title_fullStr Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
title_full_unstemmed Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
title_sort Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
author Lopes, Ana Paula Marcelino
author_facet Lopes, Ana Paula Marcelino
Cruz, Bernardo de Carvalho
author_role author
author2 Cruz, Bernardo de Carvalho
author2_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Santos, Lizandro de Sousa
Ourique, Jorge Eduardo da Silva
Mattos, Lisiane Veiga
dc.contributor.author.fl_str_mv Lopes, Ana Paula Marcelino
Cruz, Bernardo de Carvalho
dc.subject.por.fl_str_mv Processo químico
amônia
simulação por computador
otimização
Processo químico
Amônia
Simulação por computador
Otimização
Chemical process
ammonia
computer simulation
optimization
topic Processo químico
amônia
simulação por computador
otimização
Processo químico
Amônia
Simulação por computador
Otimização
Chemical process
ammonia
computer simulation
optimization
description A produção de amônia se baseia no processo de Haber-Bosh, desenvolvida industrialmente há mais de 100 anos e aplicada em diversos setores da indústria. Possui destaque na produção de fertilizantes nitrogenados, que permitiu a capacidade de crescimento da população mundial a partir da produção de alimentos baseados nesses fertilizantes. A reação envolvida no processo, apesar de simples, conta com peculiaridades nas suas propriedades termodinâmicas e cinéticas que precisam ser bem conhecidas para se estabelecer condições adequadas de operação do processo industrial. Com base nisso, o presente trabalho traz uma revisão desses conceitos, apresenta a simulação realizada pelo software Unisim® Design 390 de uma unidade simplificada de produção de NH3, baseada no estudo feito anteriormente por Araújo e Skogestad, e propõe sua otimização em diferentes condições de alimentação. Como resultado dos estudos pode-se notar o superdimensionamento dos reatores utilizados, encontrar variáveis que influenciam diretamente na conversão, e atingir pontos de operação para algumas vazões que corresponderam a um aumento de 5,0% da vazão de NH3 produzida com fração molar acima de 97,0%
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-12-20T15:16:16Z
2018-12-20T15:16:16Z
2018
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv Lopes, Ana Paula Marcelino; Cruz, Bernardo de Carvalho. Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3. 2018. 109 f. Projeto Final (Bacharelado em Engenharia Química). - Departamento de Engenharia Química e Petróleo, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2018.
https://app.uff.br/riuff/handle/1/8069
identifier_str_mv Lopes, Ana Paula Marcelino; Cruz, Bernardo de Carvalho. Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3. 2018. 109 f. Projeto Final (Bacharelado em Engenharia Química). - Departamento de Engenharia Química e Petróleo, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2018.
url https://app.uff.br/riuff/handle/1/8069
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
CC-BY-SA
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
CC-BY-SA
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)
instacron:UFF
instname_str Universidade Federal Fluminense (UFF)
instacron_str UFF
institution UFF
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)
repository.mail.fl_str_mv riuff@id.uff.br
_version_ 1811823671262576640