Controle do processo TCPSD para a separação da mistura acetonitrila/benzeno/metanol.
| Ano de defesa: | 2022 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
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| Programa de Pós-Graduação: |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
|
| Departamento: |
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
|
| País: |
Brasil
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/25008 |
Resumo: | A separação via Triple-Column Pressure-Swing Distillation (TCPSD) pode ser utilizada separar diferentes solventes da indústria de química fina, e devido ao grande número de variáveis envolvidas, juntamente com integrações térmicas e correntes de reciclo, a definição de uma estrutura de controle eficaz se torna um problema complexo. Neste contexto, este trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento e avaliação de estruturas de controle plantwide para o processo TCPSD, utilizado para separação da mistura acetonitrila/benzeno/metanol. Utilizando os softwares Aspen Plus© e Aspen Plus Dynamics©, foram avaliadas duas estruturas de controle, nas quais as composições dos produtos são controladas por inferência, através do controle da temperatura de pratos sensíveis. A principal diferença entre as duas estruturas se deve pelo fato de a Estrutura de Controle 1 possuir uma malha de controle de soma dual de temperatura de pratos sensíveis na coluna de baixa pressão, manipulando a razão de refluxo enquanto a Estrutura de Controle 2 possui um controle por inferência através da manipulação da carga térmica na mesma coluna. Ao avaliar os resultados das composições dos produtos ao atingir estado estacionário e valores de ISE, concluiu-se que ambas as estruturas são capazes de controlar distúrbios do tipo degrau na vazão e composição de alimentação do processo. Contudo, observaram-se melhores resultados na Estrutura de Controle 1. Ao comparar ambas as estruturas de controle com estruturas utilizando controle direto obtidas na literatura, observa-se uma que a última obtém vantagem no que diz respeito ao tempo de resposta, porém ambas estabilizam em resultados satisfatórios. |
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Utilizando os softwares Aspen Plus© e Aspen Plus Dynamics©, foram avaliadas duas estruturas de controle, nas quais as composições dos produtos são controladas por inferência, através do controle da temperatura de pratos sensíveis. A principal diferença entre as duas estruturas se deve pelo fato de a Estrutura de Controle 1 possuir uma malha de controle de soma dual de temperatura de pratos sensíveis na coluna de baixa pressão, manipulando a razão de refluxo enquanto a Estrutura de Controle 2 possui um controle por inferência através da manipulação da carga térmica na mesma coluna. Ao avaliar os resultados das composições dos produtos ao atingir estado estacionário e valores de ISE, concluiu-se que ambas as estruturas são capazes de controlar distúrbios do tipo degrau na vazão e composição de alimentação do processo. Contudo, observaram-se melhores resultados na Estrutura de Controle 1. Ao comparar ambas as estruturas de controle com estruturas utilizando controle direto obtidas na literatura, observa-se uma que a última obtém vantagem no que diz respeito ao tempo de resposta, porém ambas estabilizam em resultados satisfatórios.The separation via Triple-Column Pressure-Swing Distillation (TCPSD) can be used to separate different solvents from the fine chemical industry, and due to the large number of variables involved, along with thermal integrations and recycle streams, the definition of a control structure effectively becomes a complex problem. In this context, this work has as main objective the development and evaluation of plantwide control structures for the TCPSD process, used to separate the acetonitrile/benzene/methanol mixture. Using Aspen Plus© and Aspen Plus Dynamics© software, two control structures were evaluated, in which the product compositions are controlled by inference, through the temperature control of sensitive dishes. The main difference between the two structures is due to the fact that Control Structure 1 has a dual summation control loop of temperature of sensitive plates in the low-pressure column, manipulating the reflux ratio while Control Structure 2 has a control by inference by manipulating the heat load on the same column. When evaluating the results of the product compositions when reaching steady state and ISE values, it was concluded that both structures are able to control step-type disturbances in the flow and feed composition of the process. However, better results were observed in Control Structure 1. When comparing both control structures with structures using direct control obtained in the literature, it is observed that the latter has an advantage in terms of response time, but both stabilize in satisfactory results.Submitted by Myleid Lucena (myleid.rafaele@tecnico.ufcg.edu.br) on 2022-05-04T12:53:18Z No. of bitstreams: 1 LUCAS DE MELO JUREMA GUIMARÃES – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2022.pdf: 9178372 bytes, checksum: 59b3bc65b74f951408bff2482d5eba0f (MD5)Made available in DSpace on 2022-05-04T12:53:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUCAS DE MELO JUREMA GUIMARÃES – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2022.pdf: 9178372 bytes, checksum: 59b3bc65b74f951408bff2482d5eba0f (MD5) Previous issue date: 2022-02-18CNPqUniversidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTEngenharia químicaTCPSDControle PlantwideControle por InferênciaPlantwide ControlControl by InferenceProcessos de destilaçãoDestilaçãoEstruturas de controle plantwideControle plantwideSoftware Aspen Plus©Software Aspen Plus Dynamics©Simulação em regime estacionárioSimulação em regime transienteControle do processo TCPSD para a separação da mistura acetonitrila/benzeno/metanol.2022-02-182022-05-04T12:53:18Z2022-05-042022-05-04T12:53:18Zhttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/25008GUIMARÃES, Lucas de Melo Jurema. Controle do processo TCPSD para a separação da mistura acetonitrila/benzeno/metanol. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022.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:UFCGTEXTLUCAS DE MELO JUREMA GUIMARÃES – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2022.pdf.txtLUCAS DE MELO JUREMA GUIMARÃES – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2022.pdf.txttext/plain148138https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/25008/3/LUCAS+DE+MELO+JUREMA+GUIMAR%C3%83ES+%E2%80%93+DISSERTA%C3%87%C3%83O+%28PPGEQ%29+2022.pdf.txtfe996126b35b220090a1b2fc42a1cb1eMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/25008/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALLUCAS DE MELO JUREMA GUIMARÃES – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2022.pdfLUCAS DE MELO JUREMA GUIMARÃES – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2022.pdfapplication/pdf9178372https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/25008/1/LUCAS+DE+MELO+JUREMA+GUIMAR%C3%83ES+%E2%80%93+DISSERTA%C3%87%C3%83O+%28PPGEQ%29+2022.pdf59b3bc65b74f951408bff2482d5eba0fMD51riufcg/250082025-07-24 08:43:07.842oai:dspace.sti.ufcg.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-07-24T11:43:07Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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