Avaliação do comportamento transiente durante a mudança de cenário operacional de uma coluna de destilação reativa: operação com uma e duas fases líquidas nos pratos.
| Ano de defesa: | 2026 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
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| Programa de Pós-Graduação: |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
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| Departamento: |
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/46931 |
Resumo: | A taxa de corrosão enfrentada por uma coluna de destilação reativa azeotrópica na produção de SBA contribui para o aumento dos custos operacionais de uma planta industrial. Estas ocorrências são ocasionadas pela presença do ELLV nos estágios da coluna, favorecendo a presença do ácido acético no processo. Uma proposta de configuração operacional permite a operação da coluna com uma fase líquida predominantemente em quase todos os estágios (ocasionada pelo aumento da energia fornecida à coluna), com exceção a dois estágios da coluna. Este trabalho avalia a viabilidade da transição operacional entre o cenário atual e o cenário proposto, analisando o efeito do ELLV na dinâmica do processo e a eficácia das estruturas de controle existentes na condução dessa mudança. O Aspen Plus™ foi utilizado para realizar a simulação da coluna em regime estacionário, enquanto o Aspen Plus Dynamics™ foi utilizado para realizar a modelagem em regime dinâmico da coluna, utilizando dados de dimensionamento reais de processo. O controle de nível do refervedor se mostrou eficiente em garantir a produção de SBA em um cenário que favorece a mitigação de corrosões e aumento de produtividade. Além disto, a oportunidade operacional atrelada ao uso do controle da temperatura no estágio utilizado atualmente para monitoramento pela manipulação da vazão de refluxo aquoso contribui para estabilizar o processo em uma condição que minimize a contaminação do produto de topo com o SBA. Por fim, durante a simulação foram observados comportamentos que poderiam sugerir a existência de múltiplos estados estacionários no processo de produção de SBA, embora as avaliações dos resultados indiquem que essa interpretação é equivocada e requer uma investigação aprofundada. |
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Este trabalho avalia a viabilidade da transição operacional entre o cenário atual e o cenário proposto, analisando o efeito do ELLV na dinâmica do processo e a eficácia das estruturas de controle existentes na condução dessa mudança. O Aspen Plus™ foi utilizado para realizar a simulação da coluna em regime estacionário, enquanto o Aspen Plus Dynamics™ foi utilizado para realizar a modelagem em regime dinâmico da coluna, utilizando dados de dimensionamento reais de processo. O controle de nível do refervedor se mostrou eficiente em garantir a produção de SBA em um cenário que favorece a mitigação de corrosões e aumento de produtividade. Além disto, a oportunidade operacional atrelada ao uso do controle da temperatura no estágio utilizado atualmente para monitoramento pela manipulação da vazão de refluxo aquoso contribui para estabilizar o processo em uma condição que minimize a contaminação do produto de topo com o SBA. Por fim, durante a simulação foram observados comportamentos que poderiam sugerir a existência de múltiplos estados estacionários no processo de produção de SBA, embora as avaliações dos resultados indiquem que essa interpretação é equivocada e requer uma investigação aprofundada.The high corrosion rate of an industrial reactive azeotropic distillation column reboiler on the sec-butyl acetate production contributes to increasing the operational costs of the industrial plant. These occurrences are caused by VLLE in the column stages, increasing the acetic acid presence in the process. A new proposed operation configuration steps the column operation with one liquid phase inside the major column stages (occasionated by the increased energy supply into the column), with just two stages as an exception. This work analyses the operational transition viability from the actual scenario to the proposed scenario, seeking to evaluate the VLLE effects on the process dynamics, and the existing control structures' efficiency in contributing to the transition. The Aspen Plus™ was used to develop the steady state simulation of the column, while the Aspen Plus Dynamics™ simulator was used to realize the dynamics modeling of the column, using real column design data from the process. The reboiler level control was efficient in promoting the sec-butyl acetate production under conditions with a reduction of the probability of corrosion, with the productivity leveraging. Also, the opportunity of the monitored stage temperature being used to control the aqueous reflux contributes to stabilizing the columns in a condition that minimizes the high product contamination with acetic acid. Finally, during the simulation, behaviors were observed that could suggest the existence of multiple steady states in the SBA production process; however, the evaluation of the results indicates that this interpretation is likely incorrect and requires further investigation.Submitted by Helder Soares Dantas (helder-dantas@hotmail.com) on 2026-05-28T18:49:32Z No. of bitstreams: 1 WELLINGTON FRANÇA DE OLIVEIRA -DISSERTAÇÃO - (PPPEQ) 2026.pdf: 2661474 bytes, checksum: d67f63005dbd3f4ba24d02b6ea293ff3 (MD5)Made available in DSpace on 2026-05-28T18:49:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WELLINGTON FRANÇA DE OLIVEIRA -DISSERTAÇÃO - (PPPEQ) 2026.pdf: 2661474 bytes, checksum: d67f63005dbd3f4ba24d02b6ea293ff3 (MD5) Previous issue date: 2026-02-23CNPqUniversidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTEngenharia QuímicaEstruturas de controleAzeótropo ternário heterogêneoDestilação reativa azeotrópicaControl structuresHeterogeneous Ternary AzeotropeReactive Azeotropic DistillationAvaliação do comportamento transiente durante a mudança de cenário operacional de uma coluna de destilação reativa: operação com uma e duas fases líquidas nos pratos.Evaluation of transient behavior during operational scenario change of a reactive distillation column: operation with one and two liquid phases on the trays.2026-02-232026-05-28T18:49:32Z2026-05-282026-05-28T18:49:32Zhttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/46931OLIVEIRA, Wellington França de. Avaliação do comportamento transiente durante a mudança de cenário operacional de uma coluna de destilação reativa: operação com uma e duas fases líquidas nos pratos. 2026. 70 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Engenharia Química, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2026.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTWELLINGTON FRANÇA DE OLIVEIRA -DISSERTAÇÃO - (PPPEQ) 2026.pdf.txtWELLINGTON FRANÇA DE OLIVEIRA -DISSERTAÇÃO - (PPPEQ) 2026.pdf.txttext/plain128673https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/46931/3/WELLINGTON+FRAN%C3%87A+DE+OLIVEIRA+-DISSERTA%C3%87%C3%83O+-+%28PPPEQ%29+2026.pdf.txtc4ece5f25324890ddd36c065538b15d4MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/46931/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALWELLINGTON FRANÇA DE OLIVEIRA -DISSERTAÇÃO - (PPPEQ) 2026.pdfWELLINGTON FRANÇA DE OLIVEIRA -DISSERTAÇÃO - (PPPEQ) 2026.pdfapplication/pdf2661474https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/46931/1/WELLINGTON+FRAN%C3%87A+DE+OLIVEIRA+-DISSERTA%C3%87%C3%83O+-+%28PPPEQ%29+2026.pdfd67f63005dbd3f4ba24d02b6ea293ff3MD51riufcg/469312026-05-29 03:00:43.462oai:dspace.sti.ufcg.edu.br:riufcg/46931Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512026-05-29T06:00:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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