Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2006
Autor(a) principal: Santos, Marcela G. Mota dos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Otimização matemática
Controle de processo
Controle em tempo real
Reatores químicos
Hidrogenação
Planejamento experimental
Real-time control
Chemical reactor
Optimization mathematical
Process control
Hydrogenation
Design of experiments
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603499
Resumo: Orientadores: Rubens Maciel Filho, Eduardo Coselli Vasco de Toledo
id UNICAMP-30_54095f7ac99ba11f87365a0901728000
oai_identifier_str oai::379220
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Controle e otimização em tempo real de um reator trifasicoReal time optimization and control-three-phase slurry reactorOtimização matemáticaControle de processoControle em tempo realReatores químicosHidrogenaçãoPlanejamento experimentalReal-time controlChemical reactorOptimization mathematicalProcess controlHydrogenationDesign of experimentsOrientadores: Rubens Maciel Filho, Eduardo Coselli Vasco de ToledoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O objetivo principal deste trabalho foi a avaliação de estratégias de controle clássicas e hierárquicas em tempo real. Utilizou-se como estudo de caso a hidrogenação de o-cresol em reator de lama catalítico trifásico com catalisador sólido para validar as propostas de otimização em tempo real, devido à importância inerente deste tipo de processo, uma vez que reatores catalíticos trifásicos estão presentes em muitos processos das indústrias químicas, petroquímicas e afins, havendo uma preferência crescente em comparação com outros tipos de reatores mais convencionais. Foi investigada neste trabalho a performance de algumas versões do algoritmo de controle avançado DMC (Dynamic Matrix Control) em sua forma quadrática (QDMC - Quadratic Dynamic Matrix Control) e adaptativa (STQDMC - Self Tuning Quadratic Dynamic Matrix Control) sob diferentes estratégias de controle (feedback, feedforward e mista). O processo foi representado através de modelos determinísticos e estatísticos. Foi proposta uma metodologia alternativa para a definição dos parâmetros ótimos do modelo para a faixa de operação válida para este estudo baseada em princípios de análise de superfícies de resposta. Devido à importância de otimização dos processos para o alcance de objetivos operacionais e econômicos, foram também avaliadas estruturas de otimização em duas camadas, utilizando-se para este fim os algoritmos de otimização baseados nos procedimentos de Levenberg-Marquardt e SQP (Sequential Quadratic Programming). Foram propostas estruturas tradicionais de otimização em duas camadas, na qual o otimizador gera os set-points para o controlador, mas, além disso, foi proposta uma estrutura alternativa, na qual o otimizador, além de gerar os set-points para o controlador, envia também os valores ótimos para a variável manipulada, tornando este procedimento, na maioria dos casos, mais rápido e eficiente. Ainda no campo da otimização em tempo real, são apresentadas as bases matemáticas para a implementação de uma estrutura de otimização em uma camada, na qual os problemas de controle e otimização são resolvidos simultaneamente, sendo este procedimento sugerido como sugestão para trabalhos futuros. Os estudos realizados neste trabalho permitiram concluir que a estratégia de otimização em duas camadas apresenta resultados satisfatórios. Além disso, sempre deve-se ter em mente os objetivos de controle e otimização para que se possa ponderar a utilização das estratégias de controle feedback ou feedforward, e até mesmo uma combinação entre as duasAbstract: The principal objective of this work was the evaluation of classic and hierarchical control strategies in real time. It was used as case study the o-cresol hydrogenation in a three-phase slurry reactor with solid catalyst to validate the real time optimization approaches, due to the inherent importance of this process, since these reactors are present in many processes of the chemical and petrochemicals industries, with growing preference in comparison with other types of more conventional reactors. It was investigated the performance of some versions of the advanced control algorithm DMC (Dynamic Matrix Control) in a quadratic (QDMC - Quadratic Dynamic Matrix Control) and adaptive (STQDMC - Self Tuning Quadratic Dynamic Matrix Control) form under different control strategies (feedback, feedforward and mixed). The process was represented through deterministic and statistical models. An alternative methodology was proposed for the definition of the optimal model parameters for the valid operational range based on principles of response surface analysis. It was evaluated two-Iayers structure optimization, using optimization algorithms based on Levenberg-Marquardt and SQP (Sequential Quadratic Programming) procedures. Traditional two-layers optimization approaches were proposed. In this approach the optimizer generates the set-points for the controller. Besides, an alternative approach was proposed where the optimizer, besides generating the set-points for the controller, also sends the optimal values for the manipulated variables, becoming this procedure, in most of the cases, faster and efficient. In relation to real time optimization, the mathematical bases are presented for the one-Iayer optimization approach implementation. Here the control and optimization problems are simultaneously resolved. According to this work, the two-Iayers optimization approach presents suitable results. Besides, it should always be considered the control and optimization objectives, in order to weight the feedback or feedforward control strategies and even a mixed oneDoutoradoDesenvolvimento de Processos QuímicosDoutor em Engenharia Química[s.n.]Maciel Filho, Rubens, 1958-Toledo, Eduardo Coselli Vasco de, 1965-Nascimento, Claudio Augusto Oller doPasotto, Marlei BarbozaBoss, Edinara AdelaideMelo, Delba Nisi CosmeUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSantos, Marcela G. Mota dos20062006-02-23T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf158p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603499SANTOS, Marcela G. Mota dos. Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico. 2006. 158p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603499. Acesso em: 25 abr. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/379220porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T04:39:58Zoai::379220Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T04:39:58Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico
Real time optimization and control-three-phase slurry reactor
title Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico
spellingShingle Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico
Santos, Marcela G. Mota dos
Otimização matemática
Controle de processo
Controle em tempo real
Reatores químicos
Hidrogenação
Planejamento experimental
Real-time control
Chemical reactor
Optimization mathematical
Process control
Hydrogenation
Design of experiments
title_short Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico
title_full Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico
title_fullStr Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico
title_full_unstemmed Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico
title_sort Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico
author Santos, Marcela G. Mota dos
author_facet Santos, Marcela G. Mota dos
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Maciel Filho, Rubens, 1958-
Toledo, Eduardo Coselli Vasco de, 1965-
Nascimento, Claudio Augusto Oller do
Pasotto, Marlei Barboza
Boss, Edinara Adelaide
Melo, Delba Nisi Cosme
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Marcela G. Mota dos
dc.subject.por.fl_str_mv Otimização matemática
Controle de processo
Controle em tempo real
Reatores químicos
Hidrogenação
Planejamento experimental
Real-time control
Chemical reactor
Optimization mathematical
Process control
Hydrogenation
Design of experiments
topic Otimização matemática
Controle de processo
Controle em tempo real
Reatores químicos
Hidrogenação
Planejamento experimental
Real-time control
Chemical reactor
Optimization mathematical
Process control
Hydrogenation
Design of experiments
description Orientadores: Rubens Maciel Filho, Eduardo Coselli Vasco de Toledo
publishDate 2006
dc.date.none.fl_str_mv 2006
2006-02-23T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv (Broch.)
https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603499
SANTOS, Marcela G. Mota dos. Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico. 2006. 158p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603499. Acesso em: 25 abr. 2024.
identifier_str_mv (Broch.)
SANTOS, Marcela G. Mota dos. Controle e otimização em tempo real de um reator trifasico. 2006. 158p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603499. Acesso em: 25 abr. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1603499
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/379220
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
158p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1797405384430845952

Registros relacionados