Controle e simulação dinâmica de colunas de destilação: aplicação prática em uma coluna com refluxo por gravidade.

• Ano de defesa: 1997
• Autor(a) principal: Spinelli, Marco Antonio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Colunas de destilação; Distillation columns; Electronic engineering; Engenharia eletrônica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-04102024-105022/

Obteve-se uma redução no custo de produção de fenol da ordem de US$270.000,00 por ano com a aplicação bem sucedida de um método de projeto de controle em uma coluna de destilação com refluxo por gravidade. Este método utiliza um simulador dinâmico para que sejam testadas exaustivamente ações de controle para as malhas da coluna antes da sua implementação na planta real. A coluna em questão apresentava problemas no sistema de controle da temperatura do prato sensível. Por mais de 20 anos não se conseguiu estabelecer uma estrutura e uma sintonia eficaz para este controlador. A média de geração de produto fora de especificação devido a este problema era de 150 ton./mês. Isto aumentava o consumo de energia e diminuía a capacidade de produção da planta. Para realizar o projeto do novo controlador foi criado um simulador dinâmico da coluna baseado nos princípios físicos da destilação. O algoritmo deste simulador resolve para cada passo de integração 330 equações diferenciais, 275 equações algébricas e 55 procedimentos interativos. O simulador foi validado usando dados do processo. Compararam-se as respostas do modelo com as da coluna real. O projeto do controlador foi realizado no simulador. Foram verificados os desempenhos de 1232 sintonias diferentes no simulador para uma perturbação de carga na coluna. O desempenho de cada uma delas foi quantificado usando o critério ISE. Para cada valor de banda proporcional foram geradas superfícies com os valores de ISE. Os vales destas superfícies indicaram os controladores que teriam melhor desempenho na planta real. Os melhores controladores testados no simulador foram implementados na planta real. Houve uma redução significativa na variabilidade da temperatura do prato sensível da coluna. Dados reais do processo para o controlador antigo e o para o novo podem ser vistos na figura 1.1. Este desempenho reduziu a geração de produto fora de especificação para 50 ton./mês.