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Title: Modelagem e simulação de um reator de cloração de eteno para produção de EDC.
Other Titles: Modeling and simulation of an ethylene chlorination reactor for EDC production.
???metadata.dc.creator???: VASCONCELOS, Angela Lucínia Urtiga.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ALVES, José Jailson Nicácio.
???metadata.dc.contributor.referee1???: TAVARES NETO, Júlio Inácio Holanda.
???metadata.dc.contributor.referee2???: BRANDÃO, Antônio Carlos.
???metadata.dc.contributor.referee3???: SOUSA, Bianca Viana de.
Keywords: Fluidodinâmica Computacional;Reator;EDC;Eteno;Reator de Cloração de Eteno;Reator de Coluna de Bolhas;Computational Fluid Dynamics;Reactor;Ethene;Ethylene Chlorination Reactor;Bubble Column Reactor
Issue Date: Jul-2011
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: VASCONCELOS, Angela Lucínia Urtiga. Modelagem e simulação de um reator de cloração de eteno para produção de EDC. 2011. 88f. (Dissertação) Mestrado em Engenharia Química, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2011. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10239
???metadata.dc.description.resumo???: O reator de cloração de eteno utilizado na produção de 1,2-dicloroetano (EDC) e um reator do tipo coluna de bolhas. O processo no reator de cloração de eteno ocorre a partir da injeção da fase gasosa, eteno, através de ires espargidores localizados na base da coluna no meio liquido, uma mistura de EDC e cloro dissolvido. A reação de cloração direta do eteno realizada no reator e instantânea, portanto, a etapa limitante do processo e a transferência de massa do eteno gasoso para o EDC liquido. Atualmente verifica-se a perda de eteno não reagido no topo do reator o que diminui o rendimento do processo, já que o eteno e uma matéria-prima de alto custo. Deste modo, esta dissertação tem por objetivo fazer a modelagem e simulação do reator de cloração de eteno e analisar através de técnicas estatísticas quais fatores são mais influentes sobre a fração volumétrica de eteno no topo do reator. A fluidodinâmica computacional foi empregada na modelagem e simulação do reator. As simulações tridimensionais do reator foram realizadas com o pacote computacional ANSYS-CFX 12 que utiliza o método dos volumes finitos na discretização das equações diferenciais que governam o escoamento em reatores de coluna de bolhas. A sequencia das simulações foi realizada a partir do planejamento fatorial 24 . O planejamento fatorial 24 foi utilizado na analise da influencia de quatro fatores (diâmetro dos furos dos espargidores de eteno, diâmetro do reator, vazão de EDC e vazão de eteno) em dois níveis e suas combinações sobre a fração volumétrica de eteno no topo do reator. O planejamento e todas as analises estatísticas foram realizados no software Minitab 16. A partir dos resultados das simulações foi realizada a analise estatística dos dados levando a conclusão que dentre os fatores estudados aqueles que apresentaram uma maior influencia sobre a fração volumétrica do gãs eteno no topo do reator foram o diâmetro do reator, a vazão de eteno e a interação destes dois fatores. Portanto, o aumento do diâmetro do reator diminui a fração volumétrica do gás eteno no topo do reator, mas o aumento da vazão de eteno provoca o aumento da fração volumétrica do gás eteno no topo do reator.
Abstract: The ethylene chlorination reactor used in the production of 1,2-dichloroethane (EDC) is a bubble column reactor. The ethylene chlorination reactor is a process which consist In injection from the gas phase (ethylene) through three sparger located at the base of the column in the liquid medium formed by chlorine and EDC dissolved. The direct chlorination reaction of ethylene held in the reactor is instantaneous, so that limiting step of the process is the mass transfer of ethylene gas to EDC in the liquid phase. Currently there is no loss of ethylene reacted in the top reactor section which reduces the yield of the process, since the ethylene raw material is a high cost. Thus, the objective of this dissertation is to make the modeling and simulation of reactor chlorination of ethylene and to analyze through statistical techniques which factors are most influential on the volume fraction of ethylene in the top of the reactor. The computational fluidynamics was used in modeling and simulation of reactor. The threedimensional simulations of the reactor were performed using the ANSYS CFX-12 that uses the finite volume discretization of the differential equations governing the flow in bubble column reactors. The sequence of simulations was performed from the 24 factorial design. The 2 4 factorial design was used to analyze the influence of four factors (diameter of holes from the sprinkler of ethylene, the reactor diameter, flow rate and flow of EDC Ethylene) on two levels and their combinations on the volume fraction of ethylene in the top of the reactor. The planning and all statistical analysis were performed in Minitab 16 software. From the results of the simulations was performed the statistical analysis of data leading to the conclusion that among the factors studied who had a major influence on the volume fraction of ethylene gas on top of the reactor were the diameter of the reactor, the ethylene flow and interaction these two factors. Therefore, increasing the diameter of the reactor decreases the volume fraction of ethylene gas at the top of the reactor, but the increased flow of ethylene increases the gas volume fraction of ethylene in the reactor top.
Keywords: Fluidodinâmica Computacional
Reator
EDC
Eteno
Reator de Cloração de Eteno
Reator de Coluna de Bolhas
Computational Fluid Dynamics
Reactor
Ethene
Ethylene Chlorination Reactor
Bubble Column Reactor
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10239
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

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