Influência Do Pacote De Propriedades Termofísicas No Projeto De Uma Unidade De Separação Butanol-Água

Abstract

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