DESENVOLVIMENTO DE APLICATIVO EM PYTHON PARA DIMENSIONAMENTO DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO DE MISTURAS BINÁRIAS E MULTICOMPONENTES

• Autor(a) principal: Spohr, Vinícius Lermen
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIVATES (Biblioteca Digital da Univates - BD)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10737/3757
• topic: ENG; destilação; Python; McCabe-Thiele; Fenske-Underwood-Gilliland; distillation

A destilação é a operação unitária mais utilizada para a separação de misturas líquidas miscíveis em seus componentes líquidos puros. Dado que apresenta uma baixa eficiência energética, os custos de construção e operação são relevantes, necessitando-se de um bom dimensionamento da coluna. Os métodos de McCabe-Thiele e Fenske-Underwood-Gilliland são utilizados para o dimensionamento de colunas de destilação em misturas binárias e multicomponentes, respectivamente. No entanto, esses métodos são lentos, manuais e repetitivos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é obter uma ferramenta computacional desenvolvida em Python para o dimensionamento de colunas de destilação, obtendo resultados mais rápidos, didáticos e precisos. A interface gráfica do programa foi criada por meio do Qt Designer, com entradas de dados, avisos e resultados obtidos. A integração com Python possibilitou a leitura dos dados, sua filtragem e realização das rotinas de cálculo. Para o método de McCabe-Thiele, a construção do gráfico e resultados teve como suporte as bibliotecas matplotlib e shapely. Nesse método, as respostas do prato de alimentação encontradas foram idênticas às da literatura para ambos os casos avaliados, enquanto que para o número de estágios divergiram em 4,25% para um dos casos e foram iguais no outro. Já para o método de Fenske-Underwood-Gilliland, foram implementadas as equações que denominam o método no código, além do auxílio das bibliotecas sympy e pandas. Com esse método, realizaram-se testes com dois casos de estudos distintos e para ambas as situações os valores do número mínimo de estágios e refluxo mínimo estiveram próximos aos da literatura, com uma diferença média de 1,3% e 3,36%, respectivamente. A distribuição dos componentes também apresentou uma boa precisão. No entanto, para o número total de estágios foi obtida uma divergência mais significativa nos dois exemplos avaliados, variando de 6,92% a 47,62% do indicado pelos autores. Com isso, os resultados se mostraram satisfatórios, sendo possível avaliar o dimensionamento de colunas de destilação de forma mais rápida e fácil por meio da aplicação desenvolvida, tornando o procedimento mais visual e favorecendo a compreensão dos impactos causados por variações nos parâmetros de projeto.