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Alegre - ES

Simulação, controle e avaliação das configurações de troca térmica no processo de desidratação de etanol em reator de leito fixo.

Nome: Hiago Vieira de Miranda
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 22/02/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
FABRÍCIO THIENGO VIEIRA Orientador
JULIO CESAR SAMPAIO DUTRA Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
FABRÍCIO THIENGO VIEIRA Orientador
ICARO PIANCA GUIDOLINI Examinador Externo
JULIO CESAR SAMPAIO DUTRA Coorientador
WELLINGTON BETENCURTE DA SILVA Examinador Interno

Resumo: O eteno é um dos monômeros mais utilizados na formação de produtos petroquímicos. Em virtude da crise do petróleo na década de 1970, a ampliação das formas de obtenção de eteno se fez necessária, e processos até então pouco explorados industrialmente passaram a ser estudados, em especial o processo de desidratação catalítica do etanol em reator de leito fixo. O processo tem como principal vantagem a questão ambiental, principalmente pela diminuição das emissões de gases responsáveis pelo efeito estufa, ao contrário dos processos mais convencionais, como o craqueamento de nafta. Para processos em reatores de leito fixo, a necessidade de promover a troca térmica de forma adequada pode significar um desafio, visto que uma deficiência na regulação da temperatura pode levar a sérios problemas de operação, como extinção da reação, baixas conversões ou favorecimento de reações secundárias. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo a simulação do modelo de um reator de leito fixo para a reação de desidratação de etanol a eteno, a verificação do efeito das configurações de fluido térmico (correntes paralelas e contracorrente) e a implementação de uma estratégia de controle da temperatura do reator. A configuração em contracorrente proporcionou maior conversão de etanol e produção de eteno nas condições operacionais avaliadas. Os resultados finais das simulações estão de acordo com o observado na literatura. O controle da temperatura no ponto frio do reator se mostrou eficaz em diminuir os efeitos gerados por perturbações na temperatura de alimentação do fluido térmico. O controlador PI também apresentou resposta rápida e suave para mudanças no set point.

Palavras-chave: reator de leito fixo, desidratação de etanol, eteno, colocação ortogonal, troca térmica.

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