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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32050| Título: | Proposição de processo otimizado para a produção de solketal a partir de glicerol |
| Título(s) alternativo(s): | Optimized process proposition for the production of solketal from glycerol |
| Autor(es): | Bueno, Vinícius Zankin |
| Orientador(es): | Machado, Guilherme Duenhas |
| Palavras-chave: | Glicerina Cinética química Simulação (Computadores) Glycerin Chemical kinetics Computer simulation |
| Data do documento: | 22-Jun-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | BUENO, Vinícius Zankin. Proposição de processo otimizado para a produção de solketal a partir de glicerol. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2023. |
| Resumo: | O objetivo central deste trabalho foi aumentar o valor agregado do glicerol proveniente do processo de produção de biodiesel, do qual é coproduto, a partir da reação química da cetalização, visando a produção de solketal em uma coluna de destilação reativa. Como base em dados experimentais para análise computacional, foi escolhido o estudo de Nanda et al. (2014b), a partir dos quais aplicou-se um algoritmo em linguagem Python para obtenção das constantes cinéticas da reação. Como ferramenta computacional, o software Aspen Plus foi empregado nas simulações, análises de sensibilidade e otimização. Como forma de validar a metodologia deste trabalho, fez-se inicialmente uma comparação com os resultados obtidos pelo estudo de Nanda et al. (2014b). Os resultados das simulações realizadas como forma de validar a metodologia deste trabalho mostram similaridade com os de Nanda et al. (2014b), validando o procedimento deste estudo. Assim, fazendo uso do conceito de intensificação de processos, simulou-se a operação de uma coluna de destilação reativa. As constantes cinéticas calculadas foram então inseridas no simulador e aplicadas em uma coluna de destilação reativa, que tem como objetivo tornar este processo ainda mais atrativo pois nela a reação química e a separação acontecem num mesmo equipamento integrado. Com uma configuração base, foram realizadas algumas análises de sensibilidade variando a razão de destilado/alimentação, pressão do condensador, razão de refluxo e vazão de acetona na corrente de fundo da coluna para determinar as melhores faixas de operação do equipamento. As faixas determinadas pela analise de sensibilidade foram posteriormente utilizadas na etapa de otimização do processo. Depois que os limites foram definidos a etapa de otimização teve início, nessa etapa foi utilizado o Matlab para variar todos os 4 parametros escolhidos. Ao final foram encontrados os valores ótimos para cada parâmetro resultado em uma conversão do glicerol de aproximadamente 98%. |
| Abstract: | The main objective of this work was to increase the added value of glycerol from the biodiesel production process, of which it is a co-product, from the chemical reaction of ketalization, aiming at the production of solketal in a reactive distillation column. As a basis in experimental data for computational analysis, the study by Nanda et al. (2014b) was chosen, from which an algorithm in Python language was applied to obtain the kinetic constants of the reaction. As a computational tool, the Aspen Plus software was used in simulations, sensitivity analysis and optimization. As a way to validate the methodology of this work, a comparison was initially made with the results obtained by the study by Nanda et al. (2014b). The results of the simulations performed as a way to validate the methodology of this study show similarity with those of Nanda et al. (2014b), validating the procedure of this study. Thus, making use of the concept of process intensification, the operation of a reactive distillation column was simulated. The calculated kinetic constants were then inserted into the simulator and applied in a column of reactive distillation, which aims to make this process even more attractive because in it the chemical reaction and the separation happen in the same integrated equipment. With a base configuration, some sensitivity analyses were performed varying the distillate/feed ratio, condenser pressure, reflux ratio and acetone flow in the bottom stream of the column to determine the best operating ranges of the equipment. The ranges determined by the sensitivity analysis were later used in the process optimization step. After the limits were defined the optimization step began, in this step Matlab was used to vary all 4 parameters chosen. At the end, the optimal values for each parameter were found, resulting in a glycerol conversion of approximately 98%. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32050 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Química |
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