Simulação, controle e avaliação das configurações de troca térmica no processo de desidratação de etanol em reator de leito fixo

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor-co1Dutra, Julio Cesar Sampaio
dc.contributor.advisor1Vieira, Fabrício Thiengo
dc.contributor.authorMiranda, Hiago Vieira de
dc.contributor.referee1Guidolini, Icaro Pianca
dc.contributor.referee2Silva, Wellington Betencurte da
dc.date.accessioned2018-08-01T22:57:14Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T22:57:14Z
dc.date.issued2017-02-22
dc.description.abstractEthylene is one of the most used monomers in the formation of petrochemicals. Due to the oil crisis in the 1970s, the expansion of new ways of obtaining ethylene was necessary, and processes previously little explored industrially began to be studied, in particular the process of catalytic dehydration of ethanol in fixed bed reactors. The process has major advantage in environmental matters, especially in the reduction of gas emissions that are responsible for the greenhouse effect, as opposed to more conventional processes, such as the cracking of naphtha. For processes in fixed bed reactors, the need to promote heat transfer properly can be a challenge, since a deficiency in the temperature regulation can lead to serious operating problems, such as termination of the reaction, low conversions or favoring secondary reactions. In this context, this work has as objectives the simulation of a fixed bed reactor model for ethanol dehydration reaction to ethylene, the verification of the effect of thermal fluid settings (co-current and countercurrent) and the implementation of a strategy of control for the reactor temperature. The countercurrent configuration provided higher conversion of ethanol and ethylene production under the evaluated operational conditions. The results of the simulations are in accordance with the literature. The temperature control at the cold spot of the reactor proved effective in reducing the effects generated by disturbances in the heating fluid feed temperature. Moreover, the PI controller also showed quick and smooth response to set point changes.
dc.description.resumoO eteno é um dos monômeros mais utilizados na formação de produtos petroquímicos. Em virtude da crise do petróleo na década de 1970, a ampliação das formas de obtenção de eteno se fez necessária, e processos até então pouco explorados industrialmente passaram a ser estudados, em especial o processo de desidratação catalítica do etanol em reator de leito fixo. O processo tem como principal vantagem a questão ambiental, principalmente pela diminuição das emissões de gases responsáveis pelo efeito estufa, ao contrário dos processos mais convencionais, como o craqueamento de nafta. Para processos em reatores de leito fixo, a necessidade de promover a troca térmica de forma adequada pode significar um desafio, visto que uma deficiência na regulação da temperatura pode levar a sérios problemas de operação, como extinção da reação, baixas conversões ou favorecimento de reações secundárias. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo a simulação do modelo de um reator de leito fixo para a reação de desidratação de etanol a eteno, a verificação do efeito das configurações de fluido térmico (correntes paralelas e contracorrente) e a implementação de uma estratégia de controle da temperatura do reator. A configuração em contracorrente proporcionou maior conversão de etanol e produção de eteno nas condições operacionais avaliadas. Os resultados finais das simulações estão de acordo com o observado na literatura. O controle da temperatura no ponto frio do reator se mostrou eficaz em diminuir os efeitos gerados por perturbações na temperatura de alimentação do fluido térmico. O controlador PI também apresentou resposta rápida e suave para mudanças no set point.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/7828
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Química
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.rightsopen access
dc.subjectFixed bed reactoreng
dc.subjectReator de leito fixopor
dc.subjectEthanol dehydrationeng
dc.subjectDesidratação de etanolpor
dc.subjectEthyleneeng
dc.subjectEtenopor
dc.subjectOrthogonal collocationeng
dc.subjectColocação ortogonalpor
dc.subjectHeat exchangeeng
dc.subjectTroca térmicapor
dc.subject.br-rjbnÁlcool - Desidratação
dc.subject.br-rjbnControle de temperatura
dc.subject.br-rjbnMétodos de simulação
dc.subject.br-rjbnControle de processos químicos
dc.subject.cnpqEngenharia Química
dc.subject.udc66.0
dc.titleSimulação, controle e avaliação das configurações de troca térmica no processo de desidratação de etanol em reator de leito fixo
dc.title.alternativeSimulation, control and evaluation of thermal exchange settings in the process of ethanol dehydration in fixed bed reactor
dc.typemasterThesis
Arquivos
Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
tese_9835_Dissertação - Hiago V. de Miranda.pdf
Tamanho:
2.73 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Coleções
Mestrado em Engenharia Química