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https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38688
metadata.dc.type: | Dissertação |
Título : | Otimização de condições operacionais de um sistema de trocadores de calor em séries para recuperação de monocloreto de vinila. |
Otros títulos : | Optimizing the operating conditions of a series heat exchanger system for recovering vinyl monochloride. |
metadata.dc.creator: | Nascimento, Jacqueline Arnautovic |
metadata.dc.contributor.advisor1: | Vianna, Regina Ferreira |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Oliveira Júnior, José Milton de |
metadata.dc.contributor.referee1: | Vianna, Regina Ferreira |
metadata.dc.contributor.referee2: | Silva, Silvana Mattedi e |
metadata.dc.contributor.referee3: | Marinho, Rita Cristina Carvalho |
metadata.dc.description.resumo: | Reações químicas não apresentam conversão total das matérias primas, sendo importante recuperar e se possível reutilizá-las no processo industrial, de forma a reduzir emissões ao meio ambiente causados pelas substâncias não convertidas e que são descartadas como resíduos sólidos, efluentes ou queima de vapores. Esse trabalho visa a otimização operacional do processo de recuperação do monômero monocloreto de vinila (MVC) de uma corrente de ar e de nitrogênio em um sistema que consiste em três estágios de resfriamento utilizando condensadores. O MVC advém da reação de polimerização do policloreto de vinila (PVC) cuja conversão aproximada é de 85%. O MVC não convertido é encaminhado para um sistema onde é recuperado por condensação da corrente de gases para posterior uso como parte da carga inicial de uma nova batelada. Os gases não condensados são incinerados utilizando como combustível gás natural. Para a avaliação do sistema foi adotado o software Aspen Plus® vs. 11 para a modelagem termodinâmica dos dados de equilíbrio referente ao ponto de orvalho em conjunto com dados compilados de trabalhos similares na literatura. A validação da simulação do sistema foi realizada em conjunto de dados de uma unidade real de produção de PVC, e com análise de sensibilidade paramétrica foram identificadas as variáveis que influenciam a condensação do MVC, permitindo a otimização através da estruturação de função objetivo. Após a identificação das otimizações possíveis de serem implantadas na unidade fabril, foi realizado plano de teste que em poucos meses trouxe capturas ambientais e econômicas. A melhoria implantada foi a elevação da pressão de operação da área, o que facilitou o processo de condensação do MVC em 7,5t em 3 meses, o que representou a redução de 13t de CO2 equivalente, além da possibilidade de reduzir 53t CO2 equivalente no ano e uma economia de R$ 75 mil por ano. Para estudos futuros foi proposta modificação no sistema que possibilitaria reduzir a quantidade de nitrogênio encaminhado ao sistema de recuperação de monômero, consequentemente reduzindo a perda de MVC. A avaliação inicial demonstrou ser possível capturar 1.080t de CO2 equivalente no ano e uma economia de R$ 1,6 milhões por ano, sendo por isso recomendado uma avaliação mais detalhada a partir de um estudo técnico e econômico. |
Resumen : | chloride monomer (VCM) from an air and nitrogen stream in a three-stage cooling system using condensers. VCM comes from the polymerization reaction of polyvinyl chloride (PVC), which is approximately 85% converted. The unconverted is routed to a system where it is recovered by condensation of the gas stream for later use as part of the initial charge of a new batch. The remaining gases are incinerated using natural gas as fuel. To evaluate the system, the Aspen Plus® vs. software was used for thermodynamic modeling of the dew point equilibrium data in conjunction with data compiled from similar works in the literature. The validation of the simulation was performed on a set of data from a real PVC production unit, and the variables that influence the VCM condensation were identified by parametric sensitivity analysis, that allowed the optimization through the structuring of objective function. After the identification of possible optimizations to be implemented in the plant, a test plan was carried out that in a few months brought environmental and economical captures. The implemented improvement was the increase of the area's operation pressure, which facilitated the VCM condensation process by 7.5t in 3 months and that represented a reduction of 13t of CO2 equivalent, besides the possibility of reducing 53t CO2 equivalent in the year and a savings of R$ 75 thousand per year. For future studies, it is proposed a modification in the system to reduce the amount of nitrogen that it is sent to the monomer recovery system, consequently reducing the loss of VCM. The initial evaluation demonstrated that it is possible to capture 1,080t of CO2 equivalent per year and a savings of R$ 1.6 million per year, so a more detailed evaluation from a technical and economic study is recommended. |
Palabras clave : | Monocloreto de vinila Captura de CO2 equivalente Sistemas de recuperação Simulação de processos Modelo termodinâmico Trocadores de calor |
metadata.dc.subject.cnpq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA |
metadata.dc.language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Editorial : | Universidade Federal da Bahia |
metadata.dc.publisher.initials: | UFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Escola Politécnica |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) |
metadata.dc.rights: | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
URI : | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38688 |
Fecha de publicación : | 27-sep-2023 |
Aparece en las colecciones: | Dissertação (PPEQ) |
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