Modeling and simulation in process hazard analyses

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Azevedo, Júlia Pinto Athanázio de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/20186
Resumo: The present work aims to develop a systematic way to use computational simulations for hazard identification, in order to tackle drawbacks related to the traditional methods, and proposes a methodology that is based on the association of the main points of previous works, with new contributions regarding the preparation for the simulations and the characterization of the minimum set of process variables that can enable appropriate interpretation of the results. In order to illustrate the proposed procedure, the propene polymerization process (LIPP-SHAC process) was used as a case study. As a result, hazard analyses based on modeling and simulation - complemented by a frequency study based on the Monte Carlo method - was compared to an independent traditional HAZOP study, in order to highlight the main differences and advantages of each method. Besides, additional modeling aspects were evaluated with the help of simulation performed with different models, in order to investigate the effects of model assumptions and parameter values when the model is used in a wide range of operating conditions. Finally, recommendations for use of models and simulations for hazard identification are proposed, aiming to encourage the use of these tools for risk analysis.
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spelling Modeling and simulation in process hazard analysesIdentificação de perigosModelagem e simulaçãoLIPP-SHACCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICAThe present work aims to develop a systematic way to use computational simulations for hazard identification, in order to tackle drawbacks related to the traditional methods, and proposes a methodology that is based on the association of the main points of previous works, with new contributions regarding the preparation for the simulations and the characterization of the minimum set of process variables that can enable appropriate interpretation of the results. In order to illustrate the proposed procedure, the propene polymerization process (LIPP-SHAC process) was used as a case study. As a result, hazard analyses based on modeling and simulation - complemented by a frequency study based on the Monte Carlo method - was compared to an independent traditional HAZOP study, in order to highlight the main differences and advantages of each method. Besides, additional modeling aspects were evaluated with the help of simulation performed with different models, in order to investigate the effects of model assumptions and parameter values when the model is used in a wide range of operating conditions. Finally, recommendations for use of models and simulations for hazard identification are proposed, aiming to encourage the use of these tools for risk analysis.O presente trabalho tem como alvo desenvolver um caminho sistemático para aplicação de simulação computacional para identificação de perigos de processos, objetivando minimizar problemas referentes aos métodos tradicionais, e propõe uma metodologia baseada na associação dos principais pontos de trabalhos anteriores, e contribui com aspectos relacionados à preparação de simulações e à determinação do conjunto mínimo de variáveis de processo que viabilizam a posterior interpretação dos resultados. Para ilustrar, a etapa de reação do propeno para formação de polipropileno (processo LIPP-SHAC) foi usada como estudo de caso. Como resultado, obteve-se uma análise de perigos totalmente baseada em modelagem e simulação - complementada por um estudo de frequência baseado no método de Monte Carlo - que foi comparada a um estudo de HAZOP tradicional independente, discutindo-se as principais diferenças e vantagens de cada método. Além disso, aspectos de modelagem foram avaliados por meio de simulação de modelos com diferentes níveis de detalhamento, visando a investigar o efeito das premissas e dos parâmetros, quando o modelo é submetido a uma ampla faixa de condições operacionais. Finalmente, recomendações para o uso de modelagem e simulação aliadas à identificação de perigos foram propostas, buscando potencializar o emprego dessas ferramentas no contexto da análise e gerenciamento de riscos.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRJPinto, José Carlos Costa da Silvahttp://lattes.cnpq.br/7860651259353015Souza Junior, Maurício Bezerra deBritto, Rafael Raoni LopesMelo, Paulo Fernando Ferreira Frutuoso eJesus, Normando José Castro deAzevedo, Júlia Pinto Athanázio de2023-04-13T16:31:44Z2023-12-21T03:01:16Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/11422/20186enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:01:16Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/20186Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:01:16Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
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