ECONOMIA DE ENERGIA NO TRANSIENTE DE AQUECIMENTO INICIAL DE REATOR DE POLIMERIZAÇÃO

ECONOMIA DE ENERGIA NO TRANSIENTE DE AQUECIMENTO INICIAL DE REATOR DE POLIMERIZAÇÃO

LUXO, D. S.; GEDRAITE, R.

Artigo Completo:

O processo típico de produção de resina acrílica consiste em carregar previamente o reator com solvente orgânico, aquecer até a temperatura de reação e então iniciar a transferência simultânea de monômero e iniciador com vazão controlada. O aquecimento do reator estudado neste trabalho é feito através da circulação de fluido térmico quente (300°C) e/ou frio (30°C) na serpentina do reator. O controle da temperatura do reator é feito modulando a vazão do fluido de aquecimento. As temperaturas da massa reacional e do fluido térmico apresentam significativa oscilação durante a etapa inicial de aquecimento, podendo provocar a trinca no material de construção da jaqueta de aquecimento. O conhecimento do comportamento da temperatura da massa reacional é muito importante para permitir o correto controle do processo e o aumento da vida útil da serpentina. O problema estudado neste trabalho consistiu no modelamento matemático simplificado da temperatura da massa desenvolvido a partir das equações de balanço global de energia aplicado à serpentina e ao reator e foi validado por meio da comparação entre os valores das temperaturas da massa reacional e da serpentina medidos experimentalmente e disponíveis na literatura. Com base nos resultados obtidos, pode-se constatar que o modelo matemático desenvolvido neste trabalho representou de maneira satisfatória o comportamento do processo estudado e permitiu calcular o consumo de energia posta em jogo, visando a sua minimização.

O processo típico de produção de resina acrílica consiste em carregar previamente o reator com solvente orgânico, aquecer até a temperatura de reação e então iniciar a transferência simultânea de monômero e iniciador com vazão controlada. O aquecimento do reator estudado neste trabalho é feito através da circulação de fluido térmico quente (300°C) e/ou frio (30°C) na serpentina do reator. O controle da temperatura do reator é feito modulando a vazão do fluido de aquecimento. As temperaturas da massa reacional e do fluido térmico apresentam significativa oscilação durante a etapa inicial de aquecimento, podendo provocar a trinca no material de construção da jaqueta de aquecimento. O conhecimento do comportamento da temperatura da massa reacional é muito importante para permitir o correto controle do processo e o aumento da vida útil da serpentina. O problema estudado neste trabalho consistiu no modelamento matemático simplificado da temperatura da massa desenvolvido a partir das equações de balanço global de energia aplicado à serpentina e ao reator e foi validado por meio da comparação entre os valores das temperaturas da massa reacional e da serpentina medidos experimentalmente e disponíveis na literatura. Com base nos resultados obtidos, pode-se constatar que o modelo matemático desenvolvido neste trabalho representou de maneira satisfatória o comportamento do processo estudado e permitiu calcular o consumo de energia posta em jogo, visando a sua minimização.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2015-043-31930-242323

Referências bibliográficas

• [1] BOUCHENCHIR H., CABASSUD M., LE LANN M.V., CASAMATTA G. (2001) A General Simulation Model and a Heating/Cooling Strategy to Improve Controllability of Batch Reactors, In: Trans IChemE, Vol.79, Part A, France.
• [2] CHOPEY, N. P. (2006) Handbook of Chemical Engineering Calculation, 3rd Edition, McGraw-Hill, USA.
• [3] GEDRAITE R., MILAN W., KUNIGK. L. e GEDRAITE, E. S. Modelo matemático usado como sensor inferencial para avaliação de economia de energia em reator de polimerização semi-batelada. In: Anais do IV Congresso Brasileiro de Eficiência Energética. Juiz de Fora – MG, 2011.
• [4] MILAN, W. GARCIA, C., FERREIRA, N. L., KUNIGK, L., LOBATO, F. S., NEIRO, S. M. S., QUEIROZ, C. G. e GEDRAITE, R. Uso de sensor virtual para controle de transiente de temperatura em reator de polimerização semi-batelada. In: Petro Andamp; Química – Ano XXXV – nº 348, São Paulo - SP, 2013.
• [5] VDI GESELLSCHAFT (GVC),VDI- Heat Atlas, Berlin, Springer-Verlag, 2th edition, 2010.

Como citar:

LUXO, D. S.; GEDRAITE, R.; "ECONOMIA DE ENERGIA NO TRANSIENTE DE AQUECIMENTO INICIAL DE REATOR DE POLIMERIZAÇÃO", p-2770-2775. In: Anais do XI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.3]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2015-043-31930-242323