RESUMO-Para os simuladores de processos, a escolha dos pacotes termodinâmicos é dificultada pela ausência de bancos de dados completos e dados experimentais disponíveis na literatura, principalmente para misturas ternárias. A proposta deste trabalho é apontar o melhor modelo termodinâmico para a simulação de uma planta de produção de dietil éter (DEE) por meio da desidratação do etanol. Para isto, os resultados obtidos foram validados com dados experimentais, assim como foi analisada a variação das cargas térmicas dos equipamentos e a volatilidade relativa das colunas de destilação presentes na planta simulada. Os simuladores utilizados foram o COCO e o ChemSep. O melhor modelo para o ELV do binário água-etanol e para o ELL ternário água-etanol-DEE foi o UNIQUAC. Assim, ao unir num mesmo trabalho a validação de pacotes termodinâmicos, simulação e impacto da escolha dos pacotes termofísicos em parâmetros-chave, espera-se contribuir para a área da Engenharia dos Processos Químicos. . INTRODUÇÃOO uso de simuladores de processos, antes restrito a apenas algumas áreas, está cada vez mais presente tanto na área acadêmica quanto no setor industrial. Os simuladores de processos podem ser utilizados com ferramenta de apoio para a síntese de processos químicos, poupando tanto dinheiro quanto tempo, e a otimização de plantas já em operação. A única restrição ao seu uso é a limitação dos bancos de dados termofísicosdisponíveis nos simuladores de processos assim como as diferenças de resultados que são encontrados de um simulador para outro (SADEQ et al, 1997).Os bancos de dados das propriedades termofísicas são baseados em equações empíricas, equações de estado, modelos de energia, etc. A dificuldade em ter estes bancos de dados completos é proveniente da falta de dados experimentais disponíveis, ou por serem difíceis de coletar ou pelo custo. Isto impossibilita o cálculo dos parâmetros dos modelos que utilizam dados experimentais como referência em outras temperaturas e pressões.A idéia principal da simulação de processos é a de que a simulação seja fidedigna ao processo real e para que isto seja possível a escolha do pacote termodinâmico que calculará as propriedades termofísicas deve ser feita com embasamento teórico, ou seja, validando os resultados obtidos no simulador de processos com os dados físicos da planta real ou com dados experimentais das propriedades isoladas.Para comprovar como a escolha do pacote termodinâmico interfere nos resultados da simulação, foi escolhida uma planta de produção de dietil éter (DEE) por meio da desidratação do etanolpara fazer a análise comparativa. O objetivo é verificar as diferenças nos resultados encontrados quando os pacotes termodinâmicos são alterados nos equilíbrios de fase. Todos os resultados obtidos no simulador de processo foram comparados com dados experimentais encontrados na literatura. Também foram comparados os valores das cargas térmicas das colunas de Área temática: Simulação, Otimização e Controle de Processos 1
RESUMO -A simulação de plantas inteiras tem se tornado cada vez mais importante na análise de processos. Embora a escolha do pacote de propriedades termofísicas seja uma etapa crucial na simulação, nem sempre dá-se a devida importância a tal escolha. Neste trabalho, analisa-se a influência da escolha de diferentes pacotes de propriedades termodinâmicas usados para descrever os equilíbrios líquido-vapor (ELV) e líquido-líquido (ELL), sobre o desempenho da unidade. Analisa-se também como o ELV e o ELL afetam o cálculo da volatilidade relativa, a taxa de transferência de massa e o gasto energético do processo, sendo este último uma medida indireta do custo operacional da planta. As simulações foram efetuadas nos simuladores de processos COCO e ChemSep. Os valores obtidos foram validados com dados experimentais da literatura e mostram que o modelo que melhor descreve o ELV é o NRTL e para o ELL é UNIFAC. Assim, mostra-se como a termodinâmica impacta parâmetros operacionais importantes em processos simulados. INTRODUÇÃOOs simuladores de processos podem ser utilizados como poderosa ferramenta de análise, síntese, simulação, otimização,etc, tanto no setor industrial, quanto no meio acadêmico. O que permitiu a abrangência do uso dos simuladores de processos em tantas áreas foram os bancos de propriedades termofísicas, cada vez mais precisos e a facilidade de uso, já que contem as principais operações unitárias que permitem reproduzir com alto grau de fidelidade os processos convencionais.Apesar das funcionalidades dos simuladores de processos, existem restrições que limitam sua utilização de forma mais ampla. Para a simulação de uma planta química, é necessário, além das condições operacionais, um banco de dados com as propriedades termofísicas das substâncias envolvidas no processo. Geralmente, tais bancos de dados são constituídos de equações empíricas, equações de estado, modelos de energia, etc. Caso o cálculo das propriedades não seja acurado, o resultado obtido por meio da simulação não será exato e automaticamente a análise e a otimização também serão prejudicadas Alguns trabalhos na literatura abordam a escolha do pacote termodinâmico em simuladores de processos. Por exemplo, CARLSON (1996) lista tipos de modelos termodinâmicos, como equações de estado e modelos de cálculo do coeficiente de atividade, de acordo com as suas aplicações para cada tipo de sistema. Já HILL e JUSTICE (2011), abordam a necessidade da validação dos dados obtidos na simulação. Nos trabalhos de PINTO (1998) e PINTO (2001) é apresentada uma abordagem teórica em que é possível calcular o custo das variações dos parâmetros do processo sobre a economia deste. Essa Área temática: Simulação, Otimização e Controle de Processos 1
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