Modelagem, simulação e controle do processo de pressure swing distillation com integração total para o sistema acetonitrila-água.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: FARIAS NETO, Gilvan Wanderley de.
• Orientador(a): BRITO, Romildo Pereira.
• Banca de defesa: VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales., RAMOS, Wagner Brandão., MORAIS JÚNIOR, Arioston Araújo de., NEVES, Thiago Gonçalves das.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• Departamento: Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Pressure swing distillation; Mistura azeotrópica; Controle de pressão; Hotvapor bypass; Reboiler/condensador parcialmente alagado; Azeotropic mixing; Pressure control; Hot-vapor bypass; Partially flooded reboiler/condenser
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia química.
• Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/33153

A mistura binária formada por acetonitrila (MeCN) e água (H2O) apresenta um azeótropo de mínimo altamente sensível a variações de pressão, passível de separação por Pressure Swing Distillation (PSD). Esse processo é considerado altamente eficiente em termos energéticos devido às possibilidades de integração térmica, em particular a integração entre o condensador e o reboiler das colunas, conhecida como integração total (Fully Heat-Integrated PSD – FHIPSD); além disso, por não utilizar solvente (terceiro componente), é apontado como um processo ambientalmente amigável. No entanto, apesar dos benefícios em economia de energia, a integração reduz a flexibilidade no controle do processo, o que pode resultar em flutuações de pressão na coluna de alta pressão. Este estudo avalia o uso de um reboiler/condensador parcialmente alagado e hot-vapor bypass como maneiras de recuperar um grau de liberdade no processo. Foram avaliadas cinco estruturas de controle para FHIPSD, sendo uma sem o controle da pressão da coluna de alta pressão, três utilizando configurações diferentes de hotvapor bypass e uma reboiler/condensador parcialmente alagado. O estudo analisou a capacidade para controlar a pressão da coluna de alta pressão para distúrbios na vazão e composição de alimentação, avaliando também a capacidade de manter as especificações dos produtos. Através dos resultados obtidos nas simulações utilizando o Aspen Plus DynamicsTM, foi possível concluir que ambas as estratégias (reboiler/condensador parcialmente alagado e hot-vapor bypass) promovem a recuperação de um grau de liberdade que pode ser utilizando de forma eficaz para o controle da pressão da coluna de alta pressão.