Avaliação estatística do impacto de mudança operacional em processo Slurry em diferentes cenários de mix de off-gas

• Autor(a) principal: Alves, Larissa Arend
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/235699
• topic: Polietileno de alta densidade; Processos industriais; Desempenho operacional; Noise removal; Steady state detection; Data distribution comparison; Wilcoxon-Mann-Whitney ranksum test.

Nos últimos anos, o segmento de mercado por grades comerciais de polietileno (PE) flexíveis tem crescido. As resinas de PEAD homopolímero são bastante rígidas e com baixa resistência ao tensofissuramento (ESCR, do inglês Environmental Stress Cracking). Para contornar isso, dosagens de comonômero de α-olefina são incorporadas na cadeia principal do PE para diminuir a cristalinidade, a densidade e a rigidez da resina, proporcionando melhor resistência ao impacto e flexibilidade. O presente trabalho propôs um estudo de abordagem estatística para avaliar o impacto de uma mudança de alinhamento operacional implementada em um sistema de reciclo de comonômero em processo Slurry de PEAD em uma unidade produtiva de segunda geração. A mudança de configuração no alinhamento do sistema visou aumentar a quantidade de comonômero recuperado para reciclo no segundo reator (R2) e, ao mesmo tempo, diminuir a quantidade residual de comonômero prejudicial para o polímero presente no primeiro reator (R1). A vazão de alimentação de comonômero para o R2 opera em malha aberta e, uma vez que não foram realizados ajustes prévios nas receitas dos grades, acredita-se que possíveis alterações significativas nas faixas das variáveis envolvidas no controle de densidade do PEAD sejam pontos de atenção observados após a mudança. Estas variáveis de interesse são: a relação 1-buteno/eteno no domo do R2, a fração molar de 1-buteno em hexano no R1, a relação de 1-buteno/eteno no domo do R1 e a densidade do pó de PEAD intermediário à extrusão. Seguindo a tendência da indústria de coletar e analisar mudanças de processo com base em dados e fatos, o estudo aplicou testes de hipóteses para a comparação de distribuição de dados entre dois grupos independentes visando diagnosticar as diferenças entre os grupos e atender duas propostas de estudo: (A) validar se os grupos de dados de cada variável de interesse em um mesmo cenário diferem estatisticamente antes e após a mudança operacional; (B) validar se os grupos de dados de cada variável de interesse em dois cenários de mix de off-gas distintos diferem estatisticamente após a mudança operacional. Dessa forma, a metodologia proposta teve como base (1) a coleta e construção do banco de dados, envolvendo a estimativa dos tempos de residência das principais operações unitárias do processo; (2) o tratamento de dados, através da remoção de outliers por diagramas boxplot, remoção de ruídos e detecção de estado estacionário pelos métodos DWT e DER aplicados em Python 3, respectivamente; e (3) a comparação das distribuições através de teste paramétrico ou não-paramétrico de Wilcoxon-Mann-Whitney pelo Minitab Statistical Software®. Na proposta de estudo (A), exceto para a curva de distribuição de densidade do pó PEAD, os testes rejeitaram a 0 no nível de significância determinado e observou-se com evidência o aumento nas observações da relação 1-buteno/eteno no domo do R2 e a queda no valor das observações para a fração molar de 1-buteno em hexano no R1 e a relação 1-buteno/eteno no domo do R1 para os dois cenários estudados após a mudança do alinhamento operacional, de acordo com o esperado, ainda que não foram constatadas evidências estatísticas de que a curva de distribuição de densidade do pó formado se alterou. Na proposta de estudo (B), todos os testes rejeitaram a 0 no nível de significância determinado. Foi observado dispersões mais largas para as variáveis relação molar 1-buteno/eteno no domo do R2 e densidade do pó PEAD, de acordo com o esperado. Para a fração molar de 1-buteno em hexano no R1 e relação 1-buteno/eteno no domo do R1 não foram observados comportamentos esperados nessa proposta.