Simulação e controle da etapa de reação da produção de Óxido de Etileno

• Autor(a) principal: Barbosa, Maíra Carnaval
• Data de Publicação: 2007
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/18187
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA; Indústria química; Métodos matemáticos; Modelagem; Gás natural

O Óxido de Etileno é a principal commodity química produzida em todo o Mundo, obtido pela oxidação catalítica do etileno com catalisador de prata. Essa reação de oxidação é acompanhada por reações paralelas, destacando-se a de queima total do etileno e a queima direta do próprio óxido de etileno, formando CO2 e H2O. A seletividade e conversão do reator dependem fortemente das condições de processo e a baixa conversão por passe, associada ao aumento da seletividade, impõe a necessidade de reciclo, com integração energética para minimização dos custos de produção. A predição do comportamento dinâmico é dificultada pela alta sensibilidade paramétrica do processo, tornando necessárias ferramentas de simulação para análise e otimização da produção. Neste cenário, o presente trabalho abordou a Etapa de Reação, com modelagem fenomenológica rigorosa. Adicionalmente, a Etapa de Absorção do óxido produzido foi introduzida de forma simplificada visando à simulação do reciclo e da integração energética, enquanto a Etapa de Purificação não foi objeto de simulação. Os modelos para os principais equipamentos – i.e., reator, trocadores de calor de integração energética e absorvedora – foram implementados em ambiente SIMULINK do MATLAB (SIMULINK 4.1 do MATLAB versão 6.1, The MathWorks Inc.), configurado para simulação do processo em correntes de processo e blocos de operações/equipamentos. viii Uma análise de sensibilidade paramétrica apontou as condições de operação enquanto uma análise de controlabilidade definiu a estrutura de controle para condução do processo. A estratégia de controle proposta é composta por quatro malhas cascata de controle, além da malha de controle simples da concentração de CO2. Após procedimento de sintonia, o processo integrado e controlado foi sim