Estudo da dinâmica de um processo de policondensação em batelada através de um modelo fenomenológico.

• Ano de defesa: 2000
• Autor(a) principal: Liza, Jorge Casas
• 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: Batch processes; Mathematical models; Modelos matemáticos; Policondensação; Polycondensation; Processos em batelada
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-09092025-110657/

Muitos polímeros importantes são obtidos através do processo de policondensação em batelada. Neste processo além de ser formado o produto desejado geralmente também é formado um produto volátil chamado condensado. A remoção do condensado da massa de reação é essencial para o avanço da mesma pois ela é em geral reversível, mas o grande desafio é a retirada deste componente evitando-se o arraste de reagente volátil. O vapor que sai do reator passa por uma coluna de destilação de forma que o reagente volátil seja separado e retornado ao reator. O sistema formado pelo acoplamento entre o reator de polimerização e a coluna de destilação corresponde a um processo cuja dinâmica é complexa. Com a finalidade de realizar o estudo da dinâmica do processo descrito, desenvolveu-se um modelo matemático fenomenológico, de forma a determinar a influência no comportamento das variáveis do sistema das variáveis de operação, que são o calor introduzido ao reator, o calor retirado do condensador e a relação de alimentação dos reagentes, e das variáveis de projeto, em particular o número de segmentos da coluna de separação. Foram realizadas diversas simulações para a etapa de pré-polimerização do processo de produção do poli (tereftalato de etileno) que foram agrupadas em três abordagens. A primeira corresponde a simulações em malha aberta. Na segunda foram realizadas simulações em malha fechada usando-se o projeto dinâmico. O projeto dinâmico é equivalente a um controlador perfeito e sua aplicação é possível graças à descrição do processo por meio de um sistema de equações álgebro-diferenciais. Com o projeto dinâmico foram obtidas as trajetórias que as variáveis manipuladas devem seguir para se controlar as temperaturas do reator e do condensador em um determinado valor. Na terceira abordagem foi estudada a sensibilidade das respostas em relação a perturbações nas trajetórias das variáveis manipuladas obtidas por meio do projeto ) dinâmico, assim como foi feita uma análise da viabilidade técnica do controle da temperatura do reator através de um controlador convencional comparando-se o seu desempenho com aquele obtido por intermédio do projeto dinâmico.