Simulação e otimização de uma unidade de produção de NH3
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Outros Autores: | |
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% |
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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 |
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